PZT和KNN陶瓷的闪烧制备研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yaci
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
PZT陶瓷是一种应用最为广泛的压电陶瓷材料。采用传统固相烧结制备PZT陶瓷需高温条件及长时间的保温过程,在此过程中Pb挥发严重,使得PZT陶瓷的化学计量比发生偏离,并严重污染环境和生产设备。为解决Pb挥发的问题,有效且可行的方法是降低PZT陶瓷的烧结温度和烧结时间。另外,KNN陶瓷是近年来发展出的一种新型无铅压电陶瓷材料。由于高温时碱金属K、Na的挥发,使得采用传统固相烧结方法难以制备致密的KNN陶瓷。因此,要开发出新型的烧结方法来制备KNN陶瓷。本次研究工作采用一种新型的电场辅助烧结技术-闪烧技术来制备PZT和KNN陶瓷。闪烧技术能极大地降低烧结温度和烧结时间,有效地抑制Pb、K、Na元素的挥发,从而制备出致密且纯相的PZT和KNN陶瓷。主要研究内容及结果如下:(1)采用溶胶凝胶法制备出了纯相的PZT陶瓷粉体,然后干压成型得到了PZT素坯,随后给素坯施加300-600 V/cm的直流电场,在电场的作用下进行烧结,详细研究了其烧结行为。结果表明,当电场强度和炉温达到一个特定值时,样品发生闪烧,即样品的电导率急剧增大,并伴随着快速烧结致密化;闪烧的起始温度随着电场强度的增加而降低。在600 V/cm的电场作用下,在538℃烧结30 s,成功制备出了致密的PZT陶瓷;平均晶粒尺寸随场强的增加而减小;闪烧发生后,电流密度对样品的致密度和晶粒尺寸有着重要的影响;在闪烧发生时可观察到样品的发光现象;采用黑体辐射模型估算了样品实际温度,发现焦耳加热并不能完全解释闪烧过程中PZT陶瓷的快速致密化,我们认为,除了焦耳热,缺陷的大量生成促进了烧结致密化过程。(2)采用熔盐法在800℃制备出了分散性良好的NaNbO3和KNbO3陶瓷粉体,然后干压成型得到NaNbO3和KNbO3陶瓷素坯,在400-700 V/cm的电场作用下对其烧结致密化过程开展了研究。研究发现,当电场强度和炉温达到一个特定值时,NaNbO3和KNbO3发生闪烧;闪烧技术能有效地抑制Na2O、K2O在高温下的挥发,可制备出致密且纯相的NaNbO3和KNbO3陶瓷;闪烧技术能够在含有易挥发成分陶瓷材料的烧结制备中发挥独特的作用。(3)以NaNbO3和KNbO3陶瓷粉体为起始原料,Na/K摩尔比为1:1混合均匀并干压成型得到NaNbO3-KNbO3素坯,然后施加400-700 V/cm的直流电场进行烧结。研究结果表明,NaNbO3-KNbO3素坯分别在950℃、921℃、897℃、810℃的温度下发生了闪烧,并在30 s的时间内得到了纯相且致密的KNN陶瓷;随着电场强度的增加,样品发生闪烧的温度降低;闪烧过程中,固相反应和烧结同时发生。
其他文献
本文利用西北地区1961~2000年月、日气候资料,引进一种新的旱涝指数方法Palmer_Z指数(简称ZNDX),通过与国内现用的Z指数值、K指数值对比分析,及其所含参数计算值与实测值的对比分
疟疾是由一种按蚊在人群间传播的蚊媒疾病,目前不仅缺乏有效疫苗,而且疾病传播的规律仍未充分理解.另外,伤寒、霍乱等是由于人们接触到受细菌污染的水、食物等而被感染的疾病,它们的暴发和流行给人类生命健康带来了严重威胁.今天这些疾病都被世界卫生组织列为重要预防的传染病.本文根据疟疾、伤寒等疾病传播特点,运用流行病学和动力系统的理论和方法,建立和分析了两类免疫-传染病动力学模型,具体如下:(1)根据疟疾在人
陶瓷材料具备一系列优异性能,但是传统烧结工艺需要较高的烧结温度和较长的烧结时间。为了降低成本和提高陶瓷材料性能,发展新型烧结技术一直是陶瓷领域的重要研究方向。最近
随着工业化和信息化的深度融合,大数据、云计算等新技术的引入,工业领域发生了深刻变革,逐渐发展形成工业信息物理融合系统(Industrial Cyber Physical Systems,ICPS)。然而,系统的开放性不断增强,使得面临的信息安全威胁愈发严峻。网络攻击一旦突破安全防线渗透到ICPS控制网络,轻则导致系统宕机产量下降,重则引起安全事故,危害人员安全,因此对ICPS实施安全防护以保障系统
规范的焊工资质管理,是工程焊接质量管理的重要环节。沙特阿美石油公司有着严密的标准体系,其中对焊工资质的管理也相当的严格规范。笔者在参与沙特阿美石油公司电力建设项目
随着市场经济的发展,审计人员在积极主动适应新常态、践行新理念,更加有效地履行审计监督职责情况下,如何把审计工作自觉融入经济社会发展的大局,在促进政令畅通、维护国家安全和
近年来,发现肿瘤组织多分泌Th2类细胞因子,并认为肿瘤患者机体处于Th2细胞因子优势状态,这是肿瘤免疫逃逸的机理之一,Th1/Th2细胞亚群漂移研究能否为肿瘤的免疫治疗提供一个新型的
北美地区油气资源丰富,褶皱冲断带(FTB)及含油气盆地数量多。在搜集前人资料基础上进行综合研究,对研究区内FTB以及三个重点区域的褶皱冲断带及盆地的构造演化、沉积演化特点
随着航空货运在我国经济生产生活中的作用越来越重要,货舱货物装载系统的机械化、自动化和智能化成为一种不可逆转的趋势,由此产生的装载系统及其关键部件的可维护性需求也愈发明显。货舱货物装载系统包含了各种电子、机械子系统及关键部件,系统复杂度较高,出现故障的可能性也就相应增加,且故障一旦发生,就可能引起连锁反应导致系统拓机,甚至形成破坏性后果,从而造成不必要的经济损失。PDU是装载系统中的动力驱动单元,在