专利名称：具有良好温度稳定性的铌酸钾钠锂基无铅压电陶瓷复合物的制作方法
技术领域：
本发明属于铌酸钾钠锂基无铅压电陶瓷材料领域，特别是涉及一种温度稳定性良 好的无铅压电陶瓷材料及其制备方法和用途。
背景技术：
钙钛矿结构铌酸盐(K，Na)Nb03(KNN)无铅压电陶瓷，以其相对优越的压电性能 和较高居里温度被认为是一种很有前途取代PZT的压电材料(H.Birol，D. Damjanovic, N. Setter, Preparation and characterization of (K0 5Na0 5) Nb03ceramics [J]. J. Eur. Ceram. Soc. 2006,26 :861_866.)。但由于碱金属高温下易挥发，因而采用常规固相法 难以制备出致密的KNN陶瓷，严重影响材料的性能。新型制备技术如热压、放电等离子 体等烧结方法虽然能制备出致密的且性能优良的陶瓷体，但与传统烧结工艺相比，这些 新工艺因成本高、工艺复杂而很难实现大规模的工业生产。因此，近些年来，掺杂改性 成为改善KNN陶瓷烧结性能和压电性能的主要途径。文献报道了许多压电性能优越的 KNN基陶瓷，在众多掺杂改性的KNN新体系中，(Ka 5Na0.5) Nb03-LiNb03体系陶瓷具有高 的致密化程度，卓越的压电性能和较高的居里温度(Yiping Guo, Ken-ichi Kakimoto, Hitoshi Ohsato. Phase transitionalbehavior and piezoelectric properties of Na0.5K0.5Nb03-LiNb03ceramics [J]. Appl. P hys. Lett. 2004,85 :4121_4123.)，是很有发展潜 力的一类无铅压电陶瓷，但其温度稳定性较差，(E. Hollenstein，D. Damjanovic, N. Setter, Temperature stability of the piezoelectric properties ofLi-modified KNN ceramics [J], J. Eur. Ceram. Soc. 2007,27 4093-4097)从而限制 了(K05Na0.5)Nb03-LiNb03 体系陶瓷在实际生产中获得较为广泛的应用。对于电学性能温度稳定性的研究目前已成为KNN基体系材料研究中一个重要话 题，针对于压电性优异、居里温度高的(KuN^^iLiMeNbOj简称为KNLN6)陶瓷，由于 其多晶相变点PPT(斜方-四方相转变点)存在于室温附近，使得KNLN6陶瓷在室温附 近有优异的电学性能，但当温度高于PPT温度时，其性能又会逐渐恶化。E. Hollenstein 等[Hollenstein, E. , Damjanovic, D. , Setter, N. Temperature stability of the piezoelectric properties of Li-modifiedKNN ceramics[J]. J. Eur. Ceram. Soc. 2007, 27 =4093-4097]研究了 KNLN6陶瓷的压电性能的温度稳定性，结果表明当温度从室温升 到140°C时陶瓷的压电常数d31和平面机电耦合系数kp下降了 30%。K.Higashide等 [Higashide,K. ,Kakimoto,K. ,Ohsato,H. T emperaturedependence on the piezoelectric property of (l~x) (Na0.5K0.5) Nb03_xLiNb03ceramies [J]. J. Eur. Ceram. Soc. 2007，27 4107-4110]发现KNLN6的在160°C处的剩余极化强度Pr仅为室温时Pr值的25%。KNLN6 较差的温度稳定性限制了该材料实际的应用，因此很有必要来提高该材料的温度稳定性以 获得更广泛的实际应用。授权公告号CN 100402466C(申请号200510020230. 5)的中国专利文献公
开了一种高居里点铌酸钾钠锂系无铅压电陶瓷及其制备工艺，该陶瓷是由通式(1-u)(LixNayK1_x_yNb03+uMn02表示的上要组分组成，式中0. 01彡x彡0. 2，0. 2彡y彡0. 7， 0 ^ u ^ 0. 05o公开号CN101062864A(申请号200710099675. 6)的中国专利文献公开了 一种铌酸钠钾锂基无铅压电陶瓷及其制备方法。该陶瓷用非化学计量比通式(NaaKbLi。) (NbxTaySbz) 03表示，其中a，b，c表示A位组成元素、x, y，z表示B位组成元素的摩尔分数， 数值的选择范围是0彡a彡1.5，0彡b彡1.5，0彡c彡1.5，1< a+b+c彡3，0<x彡1.5， 0 彡y 彡 1.5， 彡 z 彡 1.5，1< (a+b+c) / (x+y+z)彡 3 或 0. 2 < (a+b+c) / (x+y+z) < 1。
发明者刘泳, 初瑞清, 徐志军, 李伟, 郝继功, 陈倩 申请人:聊城大学