吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (05): 1300-1304.

• 论文 • 上一篇    下一篇

铜颗粒分散铌酸钾钠压电复合材料的制备与性能

赵高磊,张海龙,张波萍   

  1. 北京科技大学 材料科学与工程学院|北京 100083
  • 收稿日期:2009-12-29 出版日期:2011-09-01 发布日期:2011-09-01
  • 通讯作者: 张海龙(1975-),男,副教授,博士.研究方向:压电陶瓷驱动器. E-mail:hlzhang@mater.ustb.edu.cn
  • 作者简介:赵高磊(1980-),男,博士研究生.研究方向:压电材料.E-mail:zhaoglny1980@163.com
  • 基金资助:

    “863”国家高技术研究发展计划项目(2006AA03Z436).

Fabrication and properties of Cu-particle-dispersed potassium sodium niobate piezoelectric composites

ZHAO Gao-lei, ZHANG Hai-long, ZHANG Bo-ping   

  1. School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
  • Received:2009-12-29 Online:2011-09-01 Published:2011-09-01

摘要:

在工业氮气(N2)气氛条件下制备了锂掺杂铌酸钾钠/铜(NKLN/Cu)压电复合材料,研究了铜含量对复合材料的相结构、密度、电学性能及力学性能的影响。结果表明:复合材料由NKLN陶瓷相和Cu金属颗粒两相组成,不同Cu含量复合材料的相对密度均达到95 %以上。复合材料的介电常数随Cu含量的增加而急剧增加,压电常数和机电耦合系数随Cu含量的增加而减小,当Cu的体积分数达到20%时,NKLN/Cu复合材料的介电性能和压电性能均难以测量。NKLN/Cu复合材料的显微硬度随Cu含量的增加而降低,断裂韧性值随Cu含量的增加而升高,从铌酸钾钠陶瓷的1.01 MPa逐渐增至Cu的体积分数为40%时的2.81 MPa。

关键词: 材料合成与加工工艺, 铌酸钾钠/铜, 压电复合材料, 电学性能, 断裂韧性

Abstract:

Lithium-modified potassium sodium niobate/copper (NKLN/Cu) piezoelectric composites were fabricated by protective sintering in a industrial nitrogen gas. The phase structure, density, electrical and mechanical properties were studied in relation to Cu content. The results show that the composites consists of  only NKLN and Cu phases,  the relative densities of the composites were all above 95% theoretic densities. The relative dielectric constant  r of the composites markedly increased with increasing Cu concentration. The piezoelectric constant d33 and electromechanical coupling factor kp decreased as the volume of Cu was increases. When increasing Cu concentration up to 20%, the  r, d33 and kp were hard to detect. The microhardness of the composites decreased with the addition of Cu. With increasing Cu content up to 40%, the fracture toughness KIC gradually increased from 1.01 MPa for monolithic NKLN ceramics to 2.81 MPa for NKLN-40%Cu composite.

Key words: materials synthesis and processing technology, NKLN/Cu, piezoelectric composites,  , electrical properties,  , fracture toughness

中图分类号: 

  • TQ174
[1] 姜秋月,杨海峰,檀财旺. 22MnB5超高强钢焊接接头强化性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1806-1810.
[2] 胡志清, 颜庭旭, 李洪杰, 吕振华, 廖伟, 刘庚. 深冷处理对铝合金薄板冲剪成形性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1524-1530.
[3] 邱小明, 王银雪, 姚汉伟, 房雪晴, 邢飞. 基于灰色关联的DP1180/DP590异质点焊接头工艺参数优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1147-1152.
[4] 陈俊甫, 管志平, 杨昌海, 牛晓玲, 姜振涛, 宋玉泉. 金属棒试样拉伸和扭转试验应变范围和力学特性对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1153-1160.
[5] 梁晓波, 蔡中义, 高鹏飞. 夹芯复合板柱面成形的数值模拟及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 828-834.
[6] 刘子武, 李剑峰. 叶片材料FV520B再制造熔覆层冲蚀损伤行为及评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 835-844.
[7] 刘纯国, 刘伟东, 邓玉山. 多点冲头主动加载路径对薄板拉形的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 221-228.
[8] 张志强, 刘从豪, 何东野, 李湘吉, 李纪萱. 基于性能梯度分布的硼钢热冲压工艺对形状精度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1829-1833.
[9] 吕萌萌, 谷诤巍, 徐虹, 李欣. 超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1834-1841.
[10] 王辉, 周杰, 熊煜, 陶亚平, 向荣. 基于逆向工程的复杂曲面冲压件回弹补偿[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1842-1847.
[11] 王春生, 邹丽, 杨鑫华. 基于邻域粗糙集的铝合金焊接接头疲劳寿命影响因素分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1848-1853.
[12] 邢海燕, 葛桦, 李思岐, 杨文光, 孙晓军. 基于模糊隶属度最大似然估计的焊缝隐性缺陷磁记忆信号识别[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1854-1860.
[13] 谷晓燕, 刘亚俊, 孙大千, 徐锋, 孟令山, 高帅. S355钢/6005A铝合金瞬间液相扩散连接接头组织与性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1534-1541.
[14] 谷诤巍, 张文学, 吕萌萌, 王伟, 徐虹, 李欣. 宽翼边U型截面不锈钢型材拉弯成形缺陷控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1165-1170.
[15] 寇淑清, 宋玮峰, 石舟. 36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 861-868.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!