1. 研究目的与意义（文献综述）

铌酸钾钠基((k,na)nbo₃,knn)无铅压电陶瓷以其优越的压电性能和较高的curie温度、适中的介电常数等特点而倍受关注,成为最有希望取代铅基压电陶瓷的无铅体系之一^[1-3]。2004年，saito^[4]等人采用反应模块生长法，制备了li、sb、ta共掺杂knn的织构化陶瓷，具有超高的压电常数，d₃₃达416 pc/n，足以媲美pzt陶瓷，使得无铅压电陶瓷材料成为研究的热门话题。

(k,na)nbo₃是由knbo₃和nanbo₃完全固溶复合形成钙钛矿结构(abo₃)的铁电体，其中，k、na占据a位，nb占据b位。当k/na≈1时，在室温下knn为正交结构；随着温度的升高，依次发生斜方→正交→四方(~220 ℃)→立方(~420 ℃)相变。与传统的pzt基压电陶瓷相比，knn的制备工艺性差，常压烧结时，烧结温度区间狭窄，陶瓷的密度只有理论密度的90%^[5]。并且，由于碱金属k/na在高温烧结时易挥发，导致化学计量比的偏离，因此其电学性能不理想^[6]。

研究发现，采用新的制备工艺或掺杂改性的方法可以制备出致密的knn陶瓷，进而改善knn陶瓷的烧结特性和电学性能。新的制备技术方面，有报道通过热压烧结制备knn陶瓷，该方法有效提高了陶瓷材料的致密度(ρ%~95%)、剩余极化强度(p_r~33 μc/cm²)、压电常数(d₃₃~160pc/n)和机电耦合系数(k_p~45%)；近年来又有报道采用放电等离子(sps)烧结knn陶瓷^[7]，实现了材料的快速烧结(200 ℃/min)，烧结温度比传统的空气烧结降低了200 ℃，并大大提高了陶瓷材料的致密度(ρ%~99%)。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1. 研究cazro₃引入对knn基无铅压电陶瓷微观形貌与致密度的影响。

纯knn陶瓷烧结难以致密，导致其电学性能较差。通过cazro₃掺杂改性knn基无铅压电陶瓷，研究不同掺杂量与烧结制度（烧结温度、保温时间）对微观形貌及致密度的影响。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备knnls-cazro₃无铅压电陶瓷材料。

第9－10周：采用xrd、sem、tg-dsc、准静态d₃₃测量仪、4294a交流阻抗分析仪、铁电工作站等测试技术对knnls-cazro₃无铅压电陶瓷材料的物相、显微结构、压电介电性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] yao j h, yang k h,li y w, et al. electrical characteristics of the contour-vibration-modepiezoelectric transformer with ring/dot electrode area ratio[j]. j. appl. phys.,2000, 39(5): 2680-2684.

[2] saito y, takao h,tani t, et al. lead-free piezoceramics[j]. nature, 2004, 432: 84-87.

[3] wu j g, xiao d q, wang y y, etal. effects of ag content on the phase structure and piezoelectric propertiesof (k_0.44-xna_0.52li_0.04ag_x)(nb_0.91ta_0.05sb_0.04)o₃ lead-free ceramics[j]. appl. phys. lett., 2007, 91(13): 132-134.