铌酸钠反铁电陶瓷

科技工作者之家 2020-11-17

铌酸钠反铁电陶瓷是指一种具有反铁电性质的陶瓷。反铁电相范围为-100~+360℃,属正交晶系钙钛矿结构。由于晶格变形,相邻的不同高度层的五价铌离子沿相反方向自发极化。主要应用于两个方面,一是利用反铁电-铁电相变时的双电滞回线,作贮能容器和电压调节元件;二是利用反铁电-铁电的体效应,作换能器。采用陶瓷烧结法制备。

简介铌酸钠反铁电陶瓷是一种具有反铁电性的陶瓷。640摄氏度以上属立方晶系钙钛矿结构,随着温度降低,它连续发生多次相变1。

特点铌酸钠的反铁电相范围是-100-+360摄氏度,属正交晶系,点群222。由于晶格形变及相邻的不同高度的层的铌离子沿相反方向自发极化,重复单元包括原立方晶相的8个单胞。室温时的晶胞常数a=5.1679A,b=15.5156A,c=5.5029A。

应用与PbZrO2反铁电陶瓷相似,主要应用于两个方面:一是利用反铁电一铁电相变时的双电滞回线,作贮能容器和电压调节元件;二是利用反铁电一铁电相变的体积效应,作换能器1。

原材料铌酸钠(NaNbO3)是一种优良的无铅压电陶瓷。铌酸钠属反铁电陶瓷。主要应用于两个方面 :一是利用反铁电-铁电相变时的双电滞回线,作贮能容器、压电调节元件;二是利用反铁电-铁电相变的体积效应,用作换能器。制备铌酸钠粉体的常见方法有溶胶-凝胶法、固相烧结法。这些制备方法需要后期的高温热处理,导致粉体粒间的团聚和晶粒长大以及钠的挥发。跟其他方法比,水热法制备的粉体具有纯度高、流动性好、粒径分布窄、颗粒团聚程度轻、晶体发育完整、工艺相对简单以及烧结活性高等优点。

反铁电陶瓷反铁电现象的陶瓷材料。主要由 PbZrO3或PbTiO3为基的固溶体 Pb (ZrTiSn) O3组成。当锆酸铅为主晶相时,需加入5%~15%的含铅 玻璃以促进烧结和提高耐电强度。具有双电滞回线,可用于制作反铁电电容器、换能器和电压调节元件等。调节电场可达4kV/mm。

反铁电陶瓷采用一般电子陶瓷工艺制造。由于其中含铅量较高,常用刚玉坩埚加盖密封烧成,以防止氧化铅高温挥发,烧成温度:1340℃左右。用这类材料制成的抗辐射储能电容器的储能密度可达0.3J/cm3以上,制作时常在瓷片电极附近的绝缘边上涂敷半导釉,可有效地防止绝缘边击穿,提高工作电压。还可用于制作高压电容器、高介电容器,以及换能器(实现电能与机械能转换)2。

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学

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