压电陶瓷是一类重要的功能材料，可将电能与机械能相互转换[1,2] 锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷具有优异的压电性能，但是其中的铅危害环境和人体健康[3]
铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷具有良好的压电性能且环境友好，受到了极大的关注
但是，纯相铌酸钾钠陶瓷的居里温度Tc = 415℃，压电性能参数为d33 = 125 pC/N，kp = 0.40[4]，表明其性能远不如PZT陶瓷
2004年日本Y.Satio用反应模板定向生长法(TGG)制备的正交-四方(O-T)两相共存的锂钽锑共掺杂KNN基织构陶瓷，其压电常数d33为416 pC/N，机电耦合系数kp达到0.61[5]，可与商业PZT媲美
翟继卫等用TGG法制备了组分为0.96(K, Na)(Nb, Sb)O3-0.01CaZrO3-0.03(Bi, K)HfO3的织构陶瓷，其压电常数达到了惊人的700 pC/N[6]
可用Li+部分代替A位的Na+/K+，或者用Sb5+代替B位的Nb5+以使O-T相变移动至室温，得到极高的d33[7,8]
将(Bi, Na)ZrO3或(Bi, Na)HfO3等ABO3型氧化物掺入(K, Na)NbO3或(K, Na)(Nb, Sb)O3中，可使其O-T相变点下移或R-O相变点上移[9~15]，进而压缩O相温度区间使其在室温发生R-T相变[15~18]，提高陶瓷的d33[16~24]
多相共存的KNN基陶瓷内的相界不同于PZT陶瓷中的准同型相界(MPB)，称为多晶型相界(PPB)[8,25~27]
在两相共存处畴壁能量势垒较低，陶瓷易于极化，因此具有较高的压电性能
MPB是一种组分不随温度改变的相界，因此在不同的温度下PZT陶瓷的两相含量不变，使其保持优异的压电性能
但是，目前报道的PPB其组分受温度的影响较大，两相共存相的比例随温度的变化使其压电性能不稳定[28]
同时，KNN基陶瓷的压电性能对成分的变化较为敏感且其烧结温度窗口较窄
因此，提高工艺稳定性，能重复制备高性能的KNN陶瓷，是实现其实用化的关键
传统固相法，是制备无铅压电陶瓷的主要方法
烧结方式，对陶瓷体晶粒生长、致密度以及压电性能有重要的影响
两步烧结法，可大幅度提高陶瓷致密度和降低陶瓷中低熔点物质挥发[29~31]
这种烧结方式简便易操作，得到的样品致密度高
基于此，本文用传统固相法制备(1-x)K0.48
声明：
“BNZ组分对KNN基无铅压电陶瓷结构和性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：李博森,廖忠新,高大强
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2025年05月23日 ~ 25日 
