鉛フリー・ピエゾセラミックスのハイブリッド焼結化による複合体ドメイン制御

无铅压电陶瓷混合烧结的复合域控制

• 批准号: 17760544
• 负责人: 柿本 健一
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760544/
• 关键词: 鉛フリー; セラミックス; 圧電体; ドメイン; 結晶配向; 誘電体; ラマン散乱分光

正方晶タングステンブロンズ(TTB)型構造の鉛フリーKBa_2Nb_5O_<15>セラミックスの常圧合成が可能となり、その圧電特性をはじめて測定した。プレス成形方向に対して平行(サンプルA)または垂直(サンプルB)となるように焼結体から2種類のサンプル試験片を切り出したところ、サンプルAでは自発分極方位のc軸結晶方位に一致する棒状KBa_2Nb_5O_<15>セラミック粒子が比較的整列して試験片の厚み方向に成長していた。その結果、サンプルBに比較してサンプルAでは厚さ方向の強誘電体残留分極値および圧電特性がより優れていた。150℃で35kV/cmの電界を印加してサンプルAの分極処理を実施したところ、厚み方向の電気機械結合定数k_t=0.436、圧電定数d_<33>=36pC/Nが得られた。2種類に切り出した試験片を比較することによって、鉛フリーKBa_2Nb_5O_<15>圧電セラミックスにおける電界印加時の180°ドメイン壁の動きに関した異方分極に関する知見を得た。この圧電物性値は,他の代表的なタングステンブロンズ型およびビスマス層状構造強誘電体の無配向セラミックス材料より比較的高い値を示すことを確認した。本研究では鉛フリーピエゾセラミックスの新プロセシングと高機能化の可能性を探究するために、アルカリニオベート系TTB型強誘電体のKBa_2Nb_5O_<15>セラミックスをモデル材料として、その圧電特性を明らかにすることにはじめて成功した。KBa_2Nb_5O_<15>は結晶異方性をもつため、プレス成形体を作製する際に供する仮焼粒子の形状に応じて、焼結時に優先配向性が自然付与され、その結果、セラミックスの圧電特性に異方性が顕在化することが明らかとなった。例えば熱間一軸成形、反応性テンプレート焼結、あるいは磁場配向制御、等の強力な粒子異方操作を施せば、さらに優れた圧電特性が得られることが予想できる。

The <15>voltage characteristics of the tetragonal crystal structure were measured under normal pressure. The sintering direction is parallel to each other, vertical to each other, and vertical to each other. The sintered body is cut from two kinds of samples, and the orientation of the c-axis crystal is consistent with each other. The rod-shaped KBa_2Nb_5O particles are aligned in the thickness direction of the samples<15>. The results show that the residual polarization value and voltage characteristics of the ferroelectric in the opposite direction are excellent. At 150℃, 35kV/cm of the voltage boundary is set to 36pC/N, and the voltage boundary is set to <33>36pC/N. 2. The results of the comparison between the two kinds of samples show that there is no difference between the two kinds of samples<15>. The electrical properties of these materials are represented by the high value of the layer structure ferroelectric materials without alignment. In this study, we explored the possibility of high functionalization of the novel dielectric material KBa_2Nb_5O_(2 +), which is TTB type ferroelectric<15>. KBa_2Nb_5O_<15>(12) crystal anisotropy is due to the shape of the sintered particles, the preferential alignment during sintering, the anisotropy of the piezoelectric properties of the sintered particles, and the properties of the sintered particles. For example, hot one-axis forming, anti-static sintering, anti-magnetic field alignment control, etc., strong particle anisotropic operation, excellent voltage characteristics are obtained.

项目成果

Microstructure and Dielectric Property of KNbO3 Ceramics with KVO3 Addition

添加KVO3的KNbO3陶瓷的微观结构和介电性能

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.11-12.105
• 发表时间: 2006
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: K. Kakimoto;K. Higashide;H. Ohsato
• 通讯作者: H. Ohsato

Raman scattering study of piezoelectric (Na0.5K0.5)NbO3-LiNbO3 ceramics

• DOI: 10.1143/jjap.44.7064
• 发表时间: 2005-09-01
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS BRIEF COMMUNICATIONS & REVIEW PAPERS
• 作者: Kakimoto, K;Akao, K;Ohsato, H
• 通讯作者: Ohsato, H

Anisotropic Polarization and Polarization and Piezoelectricity of KBa_2Nb_5O_<15> Ceramics Derived from Pressureless Sintering

无压烧结KBa_2Nb_5O_<15>陶瓷的各向异性极化及极化与压电性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Jpn. J. Appl. Phys. 45
• 作者: K.Sato;T.Yoshiie;Q.Xu;箱崎 和久;K.Kakimoto;K.Kakimoto
• 通讯作者: K.Kakimoto

Lead-free KNbO3 piezoceramics synthesized by pressure-less sintering

• DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.209
• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of The European Ceramic Society
• 影响因子: 5.7
• 作者: K. Kakimoto;Izumi Masuda;H. Ohsato