论文部分内容阅读
欧盟发布禁铅政策以来，无铅压电陶瓷的研究开发竞争日益激烈，LiNbO3陶瓷优良的性能受到各国学者的广泛关注。近年来，为了制备组分均匀、晶粒细小的纳米级陶瓷，采用湿化学法制备陶瓷粉体的发展很快。水热法是湿化学法的一种，此法制备的陶瓷粉体无需高温煅烧处理，避免了煅烧过程中造成的晶粒长大、缺陷形成和杂质引入，因此合成的粉体具有较高的烧结活性。
本研究采用简易水热法和高压水热法合成了铌酸锂纳米粉体。考察不同反应温度、反应时间、化学配比、原料浓度、表面活性剂等对合成粉体的影响，通过XRD、SEM、TEM、FIIR、TG—DSC等方法对产物进行表征，获得以下结果：
（1）简易水热法的最佳工艺条件为：反应温度为260℃、反应时间为24h、原料浓度为0．1mol·L—1、化学配比（Li/Nb）为1．10。合成的纳米铌酸锂粒子大致呈规则的立方形和球形，粒度在50～200nm之间：激光粒度分布分析表明：其分布均匀，团聚体约83nm左右。
（2）高压水热法的最佳工艺条件为：水热反应温度为260℃、反应时间为22h、Li/Nb为1．10、原料浓度为1．0mol·L—1、搅拌速度为300r·min—1、SDS含量为0．5％。高压水热法合成的纳米铌酸锂粉体为球形，其粒度约为86nm，纳米铌酸锂球形粒子之间存在一定程度的团聚。但高压水热法合成的纳米铌酸锂粉体粒度分布均匀。
（3）以水热法合成的粉体为原料进行烧结实验。通过XRD、SEM等手段，对不同烧结温度下LiNbO3陶瓷的相结构及形貌进行研究，并测试了压电性能。研究表明：水热粉体表现出良好的烧结性能，在烧结温度为1080℃时，可以得到烧结致密的铌酸锂陶瓷；烧结温度对铌酸锂烧结体的压电性能影响较大，1100℃下得到的烧结体压电性能较好，压电常数为60pC·N—1。