[发明专利]铌锑酸钠钾系无铅压电陶瓷组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷组合物，特别是涉及一种新型的多元系铌酸盐无铅压电陶瓷组合物。

背景技术

自二十世纪四十年代中期发现钛酸钡陶瓷的压电性，特别是具有优异压电性能和高居里温度的锆钛酸铅Pb(Ti，Zr)O₃陶瓷开发成功后，结构特征为ABO₃型的铅基钙钛矿压电陶瓷的研究开发非常活跃，压电陶瓷及压电陶瓷器件已广泛地应用于工业特别是信息产业领域。以Pb(Ti，Zr)O₃为代表的铅基二元系和以锆钛酸铅(Pb(Ti，Zr)O₃)为基、添加第三组元[如以铌镁酸铅(Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃)为代表]的铅基三元系压电陶瓷材料具有优良的压电铁电性能、高的居里温度。工业生产中应用的压电陶瓷绝大多数是该类铅基压电陶瓷。

但是，铅基压电陶瓷材料中，PbO或Pb₃O₄的含量约占原料总量的70％。铅污染已成为人类公害之一。铅基压电陶瓷在生产、使用及废弃后处理过程中给人类及生态环境造成严重危害，不利于人类社会的可持续发展。近年来，开发不含铅的、性能优越的压电陶瓷体系受到世界各国特别是欧美、日本、韩国以及中国的日益重视。

目前广泛研究的无铅压电陶瓷体系有四类：铋层状结构无铅压电陶瓷、BaTiO₃基无铅压电陶瓷、Bi_0.5Na_0.5TiO₃基无铅压电陶瓷及碱金属铌酸盐无铅压电陶瓷。铋层状结构无铅压电陶瓷居里温度高，各向异性大，但压电活性低；BaTiO₃基压电陶瓷居里温度仅为120℃，压电性能中等；Bi_0.5Na_0.5TiO₃基无铅压电陶瓷压电性较强且易于改性提高压电性能，但在210℃附近的第二相变致使退极化温度低于210℃，改性提高压电性能的同时往往伴随退极化温度的严重降低，难以在较高的温度下应用；单纯的碱金属铌酸盐无铅压电陶瓷(Na_1-xK_x)NbO₃压电常数低，难以通过传统陶瓷制备技术获得致密的陶瓷，但其具有铁电性强、高达420℃的居里温度以及机电耦合系数大而成为无铅压电陶瓷研究热点。