壓電陶瓷是一類重要的功能材料，可將電能與機械能相互轉換[1,2] 鋯鈦酸鉛(PZT)基壓電陶瓷具有優異的壓電性能，但是其中的鉛危害環境和人體健康[3]
鈮酸鉀鈉(KNN)基無鉛壓電陶瓷具有良好的壓電性能且環境友好，受到了極大的關注
但是，純相鈮酸鉀鈉陶瓷的居里溫度Tc = 415℃，壓電性能參數為d33 = 125 pC/N，kp = 0.40[4]，表明其性能遠不如PZT陶瓷
2004年日本Y.Satio用反應模板定向生長法(TGG)制備的正交-四方(O-T)兩相共存的鋰鉭銻共摻雜KNN基織構陶瓷，其壓電常數d33為416 pC/N，機電耦合系數kp達到0.61[5]，可與商業PZT媲美
翟繼衛等用TGG法制備了組分為0.96(K, Na)(Nb, Sb)O3-0.01CaZrO3-0.03(Bi, K)HfO3的織構陶瓷，其壓電常數達到了驚人的700 pC/N[6]
可用Li+部分代替A位的Na+/K+，或者用Sb5+代替B位的Nb5+以使O-T相變移動至室溫，得到極高的d33[7,8]
將(Bi, Na)ZrO3或(Bi, Na)HfO3等ABO3型氧化物摻入(K, Na)NbO3或(K, Na)(Nb, Sb)O3中，可使其O-T相變點下移或R-O相變點上移[9~15]，進而壓縮O相溫度區間使其在室溫發生R-T相變[15~18]，提高陶瓷的d33[16~24]
多相共存的KNN基陶瓷內的相界不同于PZT陶瓷中的準同型相界(MPB)，稱為多晶型相界(PPB)[8,25~27]
在兩相共存處疇壁能量勢壘較低，陶瓷易于極化，因此具有較高的壓電性能
MPB是一種組分不隨溫度改變的相界，因此在不同的溫度下PZT陶瓷的兩相含量不變，使其保持優異的壓電性能
但是，目前報道的PPB其組分受溫度的影響較大，兩相共存相的比例隨溫度的變化使其壓電性能不穩定[28]
同時，KNN基陶瓷的壓電性能對成分的變化較為敏感且其燒結溫度窗口較窄
因此，提高工藝穩定性，能重復制備高性能的KNN陶瓷，是實現其實用化的關鍵
傳統固相法，是制備無鉛壓電陶瓷的主要方法
燒結方式，對陶瓷體晶粒生長、致密度以及壓電性能有重要的影響
兩步燒結法，可大幅度提高陶瓷致密度和降低陶瓷中低熔點物質揮發[29~31]
這種燒結方式簡便易操作，得到的樣品致密度高
基于此，本文用傳統固相法制備(1-x)K0.48
聲明：
“BNZ組分對KNN基無鉛壓電陶瓷結構和性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：李博森,廖忠新,高大強
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2025年08月05日 ~ 07日 
