堿金屬鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷性能及應(yīng)用講課講稿

1、 Alkali Metals Niobate Lead-free Piezoelectric Ceramics第一頁，共52頁。Page 2目錄目錄(ml)無鉛壓電陶瓷簡介無鉛壓電陶瓷簡介KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷KNN基無鉛壓電陶瓷的制備工藝基無鉛壓電陶瓷的制備工藝無鉛壓電陶瓷主要體系無鉛壓電陶瓷主要體系KNN基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用前景第二頁，共52頁。Page 31. 無鉛壓電陶瓷無鉛壓電陶瓷(toc)簡介簡介n 壓電效應(yīng)（壓電性）：某些介質(zhì)在應(yīng)力的作用下，壓電效應(yīng)（壓電性）：某些介質(zhì)在應(yīng)力的作用下，發(fā)生電極化或電極化的變化，導(dǎo)致晶體表面出現(xiàn)發(fā)生電極化或電極化

2、的變化，導(dǎo)致晶體表面出現(xiàn)束縛電荷變化的現(xiàn)象束縛電荷變化的現(xiàn)象n 逆壓電效應(yīng)：在壓電體的適當方向施加逆壓電效應(yīng)：在壓電體的適當方向施加(shji)(shji)外電場會導(dǎo)致壓電體發(fā)生形變的現(xiàn)象外電場會導(dǎo)致壓電體發(fā)生形變的現(xiàn)象1.1 壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)(y din xio yng)及其形成原因及其形成原因電能電能機械能機械能正壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)第三頁，共52頁。Page 4n 壓電體（壓電體（Piezoelectrics）：具有）：具有(jyu)壓電效應(yīng)的介壓電效應(yīng)的介質(zhì)質(zhì)第四頁，共52頁。Page 5介質(zhì)具有介質(zhì)具有(jyu)壓電性（壓電性（Piezoelectricity）的）

3、的條件條件n 其晶體結(jié)構(gòu)不具有對稱中心其晶體結(jié)構(gòu)不具有對稱中心n 在在32中點群中有中點群中有21種點群不具有對稱中心，種點群不具有對稱中心，其中其中43點群沒有壓電性，其余點群沒有壓電性，其余20種點群的電介質(zhì)種點群的電介質(zhì)都具有壓電性。都具有壓電性。n 另外，壓電晶體還必須另外，壓電晶體還必須(bx)是離子晶體或者由是離子晶體或者由離子團組成的分子晶體離子團組成的分子晶體第五頁，共52頁。Page 6石英晶體石英晶體(jngt)(jngt)的壓電模型的壓電模型第六頁，共52頁。Page 7鈦酸鋇晶體中的電疇示意圖鈦酸鋇晶體中的電疇示意圖（a）反平行）反平行(pngxng)的的180電疇；（

4、電疇；（b）相互垂直的）相互垂直的90電疇電疇自發(fā)自發(fā)(zf)極化與鐵電疇（極化與鐵電疇（Ferroelectric Domains）第七頁，共52頁。Page 8束縛電荷和感應(yīng)束縛電荷和感應(yīng)(gnyng)(gnyng)電荷電荷第八頁，共52頁。Page 9鐵電性鐵電性（電滯回線電滯回線）第九頁，共52頁。Page 101.2 發(fā)展發(fā)展(fzhn)無鉛壓電陶瓷的原因無鉛壓電陶瓷的原因n 對于成年人，鉛的入侵會破壞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、對于成年人，鉛的入侵會破壞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)且影響骨骼的造血功能男性生殖系統(tǒng)且影響骨骼的造血功能n 對于兒童，由于大腦正在發(fā)育，神經(jīng)系統(tǒng)處于敏感對于兒

5、童，由于大腦正在發(fā)育，神經(jīng)系統(tǒng)處于敏感期，在同樣的鉛環(huán)境下吸入量比成人高好幾倍期，在同樣的鉛環(huán)境下吸入量比成人高好幾倍n 鉛進入孕婦體內(nèi)則會通過胎盤屏障，影響胎兒發(fā)育，鉛進入孕婦體內(nèi)則會通過胎盤屏障，影響胎兒發(fā)育，造成畸形、流產(chǎn)造成畸形、流產(chǎn)(li chn)(li chn)或死胎或死胎第十頁，共52頁。Page 11羅馬帝國羅馬帝國(lu m d u)(lu m d u)亡于鉛亡于鉛中毒？中毒？唐太宗死于煉丹術(shù)？唐太宗死于煉丹術(shù)？第十一頁，共52頁。Page 12傳統(tǒng)傳統(tǒng)(chuntng)壓壓電陶瓷電陶瓷PZT無鉛壓電陶瓷無鉛壓電陶瓷(toc)第十二頁，共52頁。Page 13v 20世紀世紀

6、60年代：研究了以鈮酸鹽和鈦酸鹽為主的其他一些同年代：研究了以鈮酸鹽和鈦酸鹽為主的其他一些同樣具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的無鉛壓電陶瓷樣具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的無鉛壓電陶瓷v 如如NaNbO3-KNbO3、Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3等陶瓷等陶瓷體系體系v 其中其中NaNbO3基陶瓷具有低密度、高聲學(xué)速度、介電常數(shù)、基陶瓷具有低密度、高聲學(xué)速度、介電常數(shù)、機械品質(zhì)因數(shù)及壓電常數(shù)取值范圍較寬等機械品質(zhì)因數(shù)及壓電常數(shù)取值范圍較寬等v 但但NaNbO3基陶瓷燒結(jié)過程中基陶瓷燒結(jié)過程中Na易揮發(fā)，且與鉛基壓電陶瓷易揮發(fā)，且與鉛基壓電陶瓷相比其性能較差，仍難以滿足生產(chǎn)實際相比其性能較差，仍難以滿

7、足生產(chǎn)實際(shj)需要需要1.3 無鉛壓電陶瓷無鉛壓電陶瓷(toc)的發(fā)展歷史的發(fā)展歷史第十三頁，共52頁。Page 14v20世紀世紀80年代：主要的無鉛壓電陶瓷體系有鈦酸鋇、年代：主要的無鉛壓電陶瓷體系有鈦酸鋇、鈦酸鉍鈉、鉍層狀結(jié)構(gòu)及鈮酸鹽基壓電陶瓷鈦酸鉍鈉、鉍層狀結(jié)構(gòu)及鈮酸鹽基壓電陶瓷v鈮酸鹽鎢青銅結(jié)構(gòu)化合物陶瓷在成分和構(gòu)造上的差別鈮酸鹽鎢青銅結(jié)構(gòu)化合物陶瓷在成分和構(gòu)造上的差別對它的鐵電性能有重要影響對它的鐵電性能有重要影響v研究得較多的鎢青銅結(jié)構(gòu)壓電材料是鈮酸鍶鋇單晶體，研究得較多的鎢青銅結(jié)構(gòu)壓電材料是鈮酸鍶鋇單晶體，作為陶瓷幾乎沒有關(guān)于壓電和熱釋電性能的報道作為陶瓷幾乎沒有關(guān)于壓電

8、和熱釋電性能的報道v利用模板生長利用模板生長(shngzhng)（TGG）技術(shù)可以獲得相）技術(shù)可以獲得相對密度大于對密度大于95% 的的“織構(gòu)陶瓷織構(gòu)陶瓷”，具有較好的壓電性能，具有較好的壓電性能第十四頁，共52頁。Page 15v20世紀世紀90年代：無鉛壓電的研究體系對象基本集中在年代：無鉛壓電的研究體系對象基本集中在Nb系壓電陶瓷及系壓電陶瓷及Bi狀結(jié)構(gòu)化合物狀結(jié)構(gòu)化合物v在在Bi層結(jié)構(gòu)體系中以層結(jié)構(gòu)體系中以ABi4Ti4O15（A為為Ca、Bi0.5Na0.5等等+2價金屬離子或復(fù)合離子）為主價金屬離子或復(fù)合離子）為主v鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷具有居里溫度高，介電擊穿強度鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓

9、電陶瓷具有居里溫度高，介電擊穿強度大，介電損耗低，性能各向異性大及溫度、應(yīng)力性能穩(wěn)定大，介電損耗低，性能各向異性大及溫度、應(yīng)力性能穩(wěn)定等特征，是適合高溫等特征，是適合高溫(gown)高頻領(lǐng)域的陶瓷材料高頻領(lǐng)域的陶瓷材料v但按傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制得的鉍層狀壓電陶瓷，其壓電活但按傳統(tǒng)陶瓷制備工藝制得的鉍層狀壓電陶瓷，其壓電活性低，通常是致密度低，燒結(jié)溫度高，難以極化性低，通常是致密度低，燒結(jié)溫度高，難以極化第十五頁，共52頁。Page 16v最近幾年：從無鉛壓電陶瓷研發(fā)結(jié)果及發(fā)明專利來看最近幾年：從無鉛壓電陶瓷研發(fā)結(jié)果及發(fā)明專利來看v具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的堿金屬鈮酸鹽陶瓷體系和鈦酸鉍鈉陶具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的堿

10、金屬鈮酸鹽陶瓷體系和鈦酸鉍鈉陶瓷體系是人們關(guān)注的熱點瓷體系是人們關(guān)注的熱點v熱壓法、活性模板法以及放電等離子燒結(jié)制備高性能無熱壓法、活性模板法以及放電等離子燒結(jié)制備高性能無鉛壓電陶瓷也是一個研究的熱點和方向鉛壓電陶瓷也是一個研究的熱點和方向v因為很多無鉛壓電陶瓷由于其成分或結(jié)構(gòu)的特殊性，因為很多無鉛壓電陶瓷由于其成分或結(jié)構(gòu)的特殊性，傳統(tǒng)的陶瓷制備技術(shù)難以傳統(tǒng)的陶瓷制備技術(shù)難以(nny)得到高性能的陶瓷。得到高性能的陶瓷。第十六頁，共52頁。Page 172. 無鉛壓電陶瓷的主要無鉛壓電陶瓷的主要(zhyo)體系體系第十七頁，共52頁。Page 182.1 鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷鈦酸鋇基無鉛壓電陶

11、瓷(toc)簡介簡介鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(jigu)ABO3型化合物型化合物第十八頁，共52頁。Page 19v BaTiO3在在120以上以上(yshng)時屬于立方晶系時屬于立方晶系m3m點群：點群： Ti4+離子居于離子居于O2離子構(gòu)成離子構(gòu)成(guchng)的氧八面體的氧八面體中央中央 Ba2+離子則處于八個氧八面體圍成的空隙中離子則處于八個氧八面體圍成的空隙中此時此時(c sh)晶體結(jié)構(gòu)對稱性極高，因此無偶極晶體結(jié)構(gòu)對稱性極高，因此無偶極矩產(chǎn)生。矩產(chǎn)生。第十九頁，共52頁。Page 20第二十頁，共52頁。Page 21v在在120以下時晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆揭韵聲r晶體轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆?sfng)

12、晶系晶系4mm點群，點群，沒有對稱中心：沒有對稱中心： TiO6八面體基團八面體基團(j tun)發(fā)生畸變，發(fā)生畸變，Ti4+沿沿4次軸次軸相對相對O2移動移動12pm Ba2+也在同方向移動也在同方向移動6pm O2也偏離了正八面體也偏離了正八面體此時此時(c sh)每個晶胞就具有自發(fā)非零電偶極矩，晶每個晶胞就具有自發(fā)非零電偶極矩，晶體也就變成了熱釋電體。體也就變成了熱釋電體。第二十一頁，共52頁。Page 22鈦酸鋇陶瓷鈦酸鋇陶瓷(toc)的不足的不足n 居里溫度低，工作溫度范圍窄，在室溫附近有相變，居里溫度低，工作溫度范圍窄，在室溫附近有相變，使用不便，不能應(yīng)用于大功率換能器使用不便，不

13、能應(yīng)用于大功率換能器n 性能性能(xngnng)同同PZT差距較大，難以通過摻雜來改差距較大，難以通過摻雜來改性，以滿足不同需要性，以滿足不同需要n 燒結(jié)溫度高（燒結(jié)溫度高（13001350），燒結(jié)有困難），燒結(jié)有困難n 主要用作電容器材料及主要用作電容器材料及PTC材料等方面。材料等方面。第二十二頁，共52頁。Page 232.2 BNT基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)簡介簡介n 鈦酸鉍鈉鈦酸鉍鈉Bi0.5Na0.5TiO3（簡稱（簡稱BNT）n 1960年由前蘇聯(lián)斯莫倫斯基（年由前蘇聯(lián)斯莫倫斯基（Smolensky）等人發(fā)明的）等人發(fā)明的A位復(fù)合離子鈣鈦礦型鐵電體位復(fù)合離子鈣鈦礦型鐵

14、電體n 室溫時屬鐵電三方相，居里溫度為室溫時屬鐵電三方相，居里溫度為320n 優(yōu)點：優(yōu)點：n 鐵電性強、壓電性能佳、居里溫度較高、介電常數(shù)小及鐵電性強、壓電性能佳、居里溫度較高、介電常數(shù)小及聲學(xué)性能好等優(yōu)良特征聲學(xué)性能好等優(yōu)良特征n 并且并且(bngqi)燒結(jié)溫度低（燒結(jié)溫度低（1200以下）以下）第二十三頁，共52頁。Page 24n 缺點：缺點：n 室溫下室溫下BNT矯頑場大（矯頑場大（Ec = 73 kV/cm），在鐵電相），在鐵電相區(qū)電導(dǎo)率高，因而極難極化區(qū)電導(dǎo)率高，因而極難極化n 加之加之Na2O易吸水，燒結(jié)易吸水，燒結(jié)(shoji)溫度范圍較窄，使溫度范圍較窄，使陶瓷的化學(xué)物理性質(zhì)

15、穩(wěn)定性和陶瓷致密性欠佳陶瓷的化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定性和陶瓷致密性欠佳n 因此，單純的因此，單純的BNT陶瓷難以實用化。陶瓷難以實用化。第二十四頁，共52頁。Page 25BNT基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)的改性體系的改性體系(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBi0.5K0.5TiO3 BNT-BKT體系體系(tx)(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3 BNT-BT體系體系(tx)(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xNaNbO3 BNT-NaNbO3體系體系第二十五頁，共52頁。Page 262.3 鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷(toc)簡介簡

16、介n 由二維的鈣鈦礦層和由二維的鈣鈦礦層和(Bi2O2)2+層有規(guī)則層有規(guī)則(guz)地地相負交替排列而成的化合物相負交替排列而成的化合物n 其化學(xué)通式為其化學(xué)通式為(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-。ABmBi3+、Pb2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Na+、K+、La3+、Y3+、U3+、Th4+等適合于等適合于12配位的離子或由它們配位的離子或由它們(t men)組成的復(fù)組成的復(fù)合離子合離子Ti4+、Nb5+、Ta5+、W6+、Mo6+、Co3+、Cr3+、Zr4+等適合于等適合于八八面體配位面體配位的離子或由它們組成的復(fù)合離子的離子或由它們組成的復(fù)合離子整數(shù)，對應(yīng)鈣鈦

17、礦層整數(shù)，對應(yīng)鈣鈦礦層(Am-1BmO3m+1)2-內(nèi)的內(nèi)的八面體層數(shù)八面體層數(shù)，其值可為，其值可為15第二十六頁，共52頁。Page 27第二十七頁，共52頁。Page 28n 鉍層結(jié)構(gòu)化合物是一類重要鉍層結(jié)構(gòu)化合物是一類重要(zhngyo)(zhngyo)的壓電陶的壓電陶瓷瓷n 具有壓電、介電各向異性大，機械品質(zhì)因數(shù)較高，具有壓電、介電各向異性大，機械品質(zhì)因數(shù)較高，諧振頻率下時間穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性好的特點諧振頻率下時間穩(wěn)定性及溫度穩(wěn)定性好的特點n 常常用于換能器、濾波器等方面，尤其是高溫高常常用于換能器、濾波器等方面，尤其是高溫高頻環(huán)境頻環(huán)境鉍層狀結(jié)構(gòu)鉍層狀結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)無鉛

18、壓電陶瓷優(yōu)點無鉛壓電陶瓷優(yōu)點第二十八頁，共52頁。Page 29n 但是這類物質(zhì)存在破壞性相變，常規(guī)的燒結(jié)方法往往但是這類物質(zhì)存在破壞性相變，常規(guī)的燒結(jié)方法往往難以得到致密度難以得到致密度(md)(md)高的瓷體高的瓷體n 需要采用熱成型技術(shù)等特殊的燒結(jié)工藝需要采用熱成型技術(shù)等特殊的燒結(jié)工藝n 另外其矯頑場較高，成為應(yīng)用的瓶頸另外其矯頑場較高，成為應(yīng)用的瓶頸鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷(toc)(toc)缺點缺點第二十九頁，共52頁。Page 302.4 鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷(toc)簡介簡介n 堿金屬鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷堿金屬鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷(toc)n

19、鎢青銅結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷鎢青銅結(jié)構(gòu)鈮酸鹽陶瓷(toc)鎢青銅鎢青銅(qngtng)晶體晶體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)在(001)面的投影面的投影第三十頁，共52頁。Page 313. KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)n 相比于相比于PZT等鉛基壓電陶瓷，堿金屬鈮酸鹽陶瓷具等鉛基壓電陶瓷，堿金屬鈮酸鹽陶瓷具有下列特點：有下列特點：n 介電常數(shù)小，壓電性高；頻率常數(shù)大；密度小介電常數(shù)小，壓電性高；頻率常數(shù)大；密度小n 不過由于不過由于Na、K、Li等原子在高溫下易揮發(fā)，故采等原子在高溫下易揮發(fā)，故采用普通陶瓷燒結(jié)用普通陶瓷燒結(jié)(shoji)工藝難以得到致密性高的工藝難以得到致密性高的陶瓷陶瓷3.1 KNN

20、基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)簡介簡介第三十一頁，共52頁。Page 32n 反鐵電體反鐵電體NaNbO3和鐵電體和鐵電體KNbO3可以形成完全固溶可以形成完全固溶體，結(jié)構(gòu)仍為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)仍為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)n 該系陶瓷居里溫度較高（該系陶瓷居里溫度較高（ 400 ），壓電性能良好），壓電性能良好（d33可超過可超過100 pC/ N）n 特別特別(tbi)是是Na/K = 0.5/0.5時，機電耦合系數(shù)達到峰值，時，機電耦合系數(shù)達到峰值，壓電性能良好壓電性能良好第三十二頁，共52頁。Page 33第三十三頁，共52頁。Page 34KNNCuO稀土金屬錳酸鹽稀土金屬錳酸鹽LMnO3或

21、少量或少量(sholing)MnO2、Cr2O3、CoO等氧化物等氧化物 3.2 KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)的摻雜改性的摻雜改性第三十四頁，共52頁。Page 35(K,N)NbO3A位取代位取代(qdi)B位取代位取代(qdi)3.3 KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)的取代改性的取代改性(1-x)(K,Na)NbO3-xAZrO3 （A = Ba、Ca、Sr）(1-x)(K,Na)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3(1-x)(K,Na)NbO3-xBiBO3 （B = Sc、Fe、Co、Al等）等）第三十五頁，共52頁。Page 364. KNN基無鉛

22、壓電陶瓷的制備基無鉛壓電陶瓷的制備(zhbi)工工藝藝4.1 傳統(tǒng)傳統(tǒng)(chuntng)陶瓷制備工藝（固相法）陶瓷制備工藝（固相法）第三十六頁，共52頁。Page 374.2 模板晶粒生長模板晶粒生長(shngzhng)技術(shù)技術(shù)n 通過添加模板晶粒，在燒結(jié)通過添加模板晶粒，在燒結(jié)(shoji)時引導(dǎo)晶粒定時引導(dǎo)晶粒定向生長向生長根據(jù)模板晶粒是根據(jù)模板晶粒是否參與否參與(cny)反反應(yīng)應(yīng)模板晶粒生長技術(shù)（模板晶粒生長技術(shù)（TGG）反應(yīng)模板晶粒生長技術(shù)（反應(yīng)模板晶粒生長技術(shù)（RTGG）第三十七頁，共52頁。Page 38晶粒定向晶粒定向(dn xin)工藝示意圖工藝示意圖第三十八頁，共52頁。Pa

23、ge 394.3 放電放電(fng din)等離子燒結(jié)（等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)）技術(shù)n SPS是一種新型的材料燒結(jié)技術(shù)是一種新型的材料燒結(jié)技術(shù)n 它是一種利用它是一種利用(lyng)通通 - 斷直流脈沖電流直接通電斷直流脈沖電流直接通電燒結(jié)的加壓燒結(jié)法燒結(jié)的加壓燒結(jié)法n 通通 - 斷式直流脈沖電流的主要作用是產(chǎn)生放電等離斷式直流脈沖電流的主要作用是產(chǎn)生放電等離子、放電沖擊壓力、焦耳熱和電場擴散作用子、放電沖擊壓力、焦耳熱和電場擴散作用n 其主要特點是利用其主要特點是利用(lyng)體加熱和表面活化，實現(xiàn)體加熱和表面活化，實現(xiàn)材料的超快速致密化燒結(jié)材料的超快速致密化燒結(jié)第三十九頁，共52頁。P

24、age 40第四十頁，共52頁。Page 41n 對于對于KNN系陶瓷，采用常規(guī)燒結(jié)方法容易造成系陶瓷，采用常規(guī)燒結(jié)方法容易造成Na、K的損失，難以獲得致密度高的材料的損失，難以獲得致密度高的材料n 而而SPS技術(shù)具有升溫速度快、燒結(jié)時間短的特點，燒技術(shù)具有升溫速度快、燒結(jié)時間短的特點，燒結(jié)溫度要比常規(guī)工藝的低（結(jié)溫度要比常規(guī)工藝的低（920左右）左右）n 因此有利于控制燒結(jié)體的細微因此有利于控制燒結(jié)體的細微(xwi)結(jié)構(gòu)，可以得到結(jié)構(gòu)，可以得到致密度高、晶粒均勻、壓電性能好的材料致密度高、晶粒均勻、壓電性能好的材料第四十一頁，共52頁。Page 424.4 溶膠溶膠(rngjio)-凝膠技術(shù)

25、凝膠技術(shù) 將聚合物溶解在無機物的前驅(qū)將聚合物溶解在無機物的前驅(qū)(qinq)體溶液中體溶液中 在聚合物存在的條件下，使前驅(qū)在聚合物存在的條件下，使前驅(qū)(qinq)體水解、體水解、聚合形成網(wǎng)絡(luò)或使聚合物單體和無機物前驅(qū)聚合形成網(wǎng)絡(luò)或使聚合物單體和無機物前驅(qū)(qinq)體同步發(fā)生聚合而獲得有機無機交織網(wǎng)體同步發(fā)生聚合而獲得有機無機交織網(wǎng)絡(luò)絡(luò)溶液溶液溶膠溶膠凝膠凝膠陳化陳化干燥干燥熱處理熱處理第四十二頁，共52頁。Page 43n 應(yīng)用此方法，可低溫合成氧化物，使得制造不允許在應(yīng)用此方法，可低溫合成氧化物，使得制造不允許在高溫下加熱高溫下加熱(ji r)的制品成為可能的制品成為可能n 材料的各種組分可

26、以實現(xiàn)原子級或分子級的均勻混合材料的各種組分可以實現(xiàn)原子級或分子級的均勻混合n 因而可制得高度均勻致密并且具有高壓電性能的因而可制得高度均勻致密并且具有高壓電性能的材料。材料。第四十三頁，共52頁。Page 445. KNN基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用基無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用(yngyng)前景前景第四十四頁，共52頁。Page 45第四十五頁，共52頁。Page 46目前已投入市場的壓電陶瓷產(chǎn)品主要目前已投入市場的壓電陶瓷產(chǎn)品主要(zhyo)分為以下分為以下幾大類：幾大類： 壓電陶瓷壓電陶瓷(toc)產(chǎn)品產(chǎn)品壓電超聲馬達壓電超聲馬達(md)與驅(qū)動器與驅(qū)動器壓電換能器壓電換能器壓電濾波器壓電濾波器壓電點火

27、器壓電點火器壓電變壓器壓電變壓器第四十六頁，共52頁。Page 47n 日本東芝公司日本東芝公司Yamashita博士博士(bsh)將壓電應(yīng)用分為將壓電應(yīng)用分為3類：類：第四十七頁，共52頁。Page 48KNN基無鉛壓電陶瓷發(fā)展基無鉛壓電陶瓷發(fā)展(fzhn)展望（肖定展望（肖定全）全）n 無鉛壓電陶瓷的壓電性起源研究無鉛壓電陶瓷的壓電性起源研究n 陶瓷材料配方設(shè)計、相變研究和新相界設(shè)計陶瓷材料配方設(shè)計、相變研究和新相界設(shè)計n 陶瓷材料性能增強機理及其調(diào)控方法陶瓷材料性能增強機理及其調(diào)控方法n 介電損耗機制和提高材料機械品質(zhì)因素的途徑介電損耗機制和提高材料機械品質(zhì)因素的途徑n 能滿足不同器件應(yīng)用的系列化材料（類似于能滿足不同器件應(yīng)用的系列化材料（類似于PZT）的研究與開發(fā)的研究與開發(fā)(kif)n 不同外部條件（壓力、頻率、溫度）下陶瓷材料不同外部條件（壓力、頻率、溫度）下陶瓷材料性能的變化及其機制性能的變化及其機制第四十八頁，共52頁。Page 49KNN基無鉛壓電陶瓷基無鉛壓電陶瓷(toc)發(fā)展展望（肖定全）發(fā)展展望（肖定全）續(xù)續(xù)n 摻雜對陶瓷性能摻雜對陶瓷性能(xngnng)的影響及其機制的影響及其機制n 陶瓷的溫度穩(wěn)定性、老化特