新型压电材料的发展应用
1-3型 无铅压电陶瓷材料
压电陶瓷在人们生活中的很多方面具有重要的应用，但是目前全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是传统的含铅压电陶瓷，其中铅元素含量高达60％以上。氧化铅是一种易挥发的有毒物质，在生产、制备、使用及废弃后的处理过程中，都会给人类和生态环境造成损害。随着环保意识的日益深入，国际上正积极通过法律、法规、政府指令等形式对含铅的电子产品加以禁止。高温烧结时PbO的挥发，在对环境造成污染的同时，还会造成陶瓷化学计量比的偏离，影响材料性能。因此，无铅压电陶瓷逐渐成为压电陶瓷材料研究的热点之一。无铅压电陶瓷的种类主要有：BaTiO3基无铅压电陶瓷、铌酸盐基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷和BNT基无铅压电陶瓷等。
近年来，无铅压电陶瓷已经有了一定的发展，发展趋势是：制备技术的更新，如使陶瓷的微观结构呈现一定的单晶特征；将压电陶瓷多元系或A位B位复合掺杂或多组元掺杂及其理论方面的研究；把压电铁电理论和无铅压电陶瓷体系组合，将PZT陶瓷的理论运用到无铅压电陶瓷中。廖梅松等研究了(1一x)Na0。5Bio sTi0。5TiO3-xBaTiO3系无铅压电陶瓷的介电、压电性能。通过X一射线衍射分析发现，当0．06≤x≤O．10时，该体系陶瓷具有三方、四方相共存的晶体结构，此时材料具有最佳的压电性能。X=0．06时陶瓷样品的介电温谱和电滞回线发现在相界附近的陶瓷为弛豫型铁电体，并在加热过程中发生了铁电--反铁电--顺电相的转变。张利民等以Ag2O，Na2C03，K2C03，Nb2O5为原料，经750℃焙烧分别合成了Na0。5K0。5NbO3和AgNbO3粉料，再经配料、混料与成型，在1060℃埋粉烧结，制备出Ag+掺杂的Na0。5K0。5NbO3无铅压电陶瓷(xAgNbO3-(1-x) Na0。5K0。5NbO3，ANKN)，结果表明，Ag掺加量为x=16％时，ANKN陶瓷性能最佳，压电常数d33达到110 pC／N，平面机电耦合系数Kp为30％，相对介电常数εr为358，居里温度Tε为300℃。