采用固相烧结法制备了φ15 mm×0.1 mm的（Na_0.52K_0.44Li_0.04）（Nb_0.9Sb_0.04Ta_0.06）O₃压电陶瓷，研究了其微观结构、电学性能以及热退极化性能；将该陶瓷封装制成蜂鸣器，测试了其声学性能并与市购铅基蜂鸣器进行了对比。结果表明：该陶瓷具有单一的四方相钙钛矿结构，在低于其居里温度（265℃）条件下的压电常数、机电耦合系数分别约为280 pC·N^-1，达到未升温陶瓷的89.2%，温度稳定性好；在1~4 kHz、9 V交流电条件下，由该陶瓷组装的蜂鸣器的声压级略小于铅基蜂鸣器的，在2 kHz、3 V条件下则大于铅基蜂鸣器的，且该蜂鸣器在-40~85℃的声学性能稳定。

所属栏目

新材料 新工艺国家自然科学基金资助项目（11304334）；上海市科委计划项目（14DZ2274100）

收稿日期

2016/6/12016/12/16

作者单位

韩雪飞:上海电力学院, 上海 200082
邹祺:上海电力学院, 上海 200082
曾涛:上海材料研究所, 上海市工程材料应用评价重点实验室, 上海 200437
杨晓波:常州市武进天一电子器件有限公司, 常州 213166
曹剑武:北京理工大学, 北京 100081

备注

韩雪飞(1992-),女,山东济宁人,硕士研究生。

引用该论文:

HAN Xue-fei,ZOU Qi,ZENG Tao,YANG Xiao-bo,CAO Jian-wu.Preparation and Property of (Na_0.52K_0.44Li_0.04)(Nb_0.9Sb_0.04Ta_0.06)O₃ Piezoelectric Ceramics and Ceramic Buzzer[J].Materials for mechancial engineering,2017,41(2):55～58
韩雪飞,邹祺,曾涛,杨晓波,曹剑武.(Na_0.52K_0.44Li_0.04)(Nb_0.9Sb_0.04Ta_0.06) O₃压电陶瓷及蜂鸣器的制备与性能[J].机械工程材料,2017,41(2):55～58

参考文献

【1】

王轲,沈宗洋,张波萍,等.铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的现状、机遇与挑战[J]. 无机材料学报,2014,29(1):13-22.

【2】

SATIO Y,TAKAO H,TANI T,et al. Lead-free piezoceramics[J]. Nature,2004,432:84-87.

【3】

尹奇异,袁硕果,陈才,等.0.95K_0.47Na_0.47Li_0.06NbO₃-0.05Ba_xSr_1-xTiO₃无铅压电陶瓷的微观结构与性能[J].机械工程材料,2009,33(10):43-45.

【4】

WANG X P,WU J G,XIAO D Q,et al. New potassium-sodium niobate ceramics with a giant d₃₃[J].ACS Applied Materials & Interface,2014,6(9):6177-6180.

【5】

WU J G,XIAO J Q,ZHENG T,et al. Giant piezoelectricity of (K,Na)(Nb,Sb)O₃-(Bi,Na,K,Pb)ZrO₃ ceramics with rhombohedral-tetragonal (R-T) phase boundary[J]. Scripta Materialia,,2014,88:41-44.

【6】

MING R Q,WANG J F,QI P. Piezoelectric properties of (Li, Sb, Ta) modified (Na,K)NbO₃ lead-free ceramics[J]. Journal of Applied Physics, 2007,101(5):054103.

【7】

GAO Y,ZHAN J L,QING Y L,et al. Remarkably strong piezo-electricity of lead-free (K_0.45Na_0.55)_0.98Li_0.02(Nb_0.77Ta_0.18Sb_0.05)O₃ ceramic[J].Journal of the American Ceramic Society,2011,94(9):2968-2973.

【8】

ZUO R,FU J,LV D. Phase transformation and tunable piezoelect-ric properties of lead-free (Na_0.52K_0.48-xLi_x)(Nb_1-x-ySb_yTa_x)O₃ system[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2009, 92(1):283-285.

【9】

WU L,XIAO D Q,ZHU J G,et al. Fabrication and properties of piezoelectric buzzers made from K_0.5Na_0.5O₃-based ceramics[C]//200918th IEEE International Symposium on the Applications of Ferroelectrics.[S.l.]:IEEE, 2009:172-175.

【10】

GAO Y, ZHANG J L,ZONG X J,et al. Extremely temperature-stable piezoelectric properties of orthorhombic phase in (K,Na)NbO₃-based ceramics[J]. Journal of Applied Physics, 2010,107(7):074101.

【11】

王伏生. 压电蜂鸣器的设计与制作[J].家用电器科技,1988(2):21-22.