江民红 ，刘心宇 ，陈国华，龚晓斌，周昌荣

(1.桂林电子科技大学 广西信息材料重点实验室，广西 桂林，541004;2.中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

与铅基PbZrO3-PbTiO3(PZT)压电陶瓷一样，无铅的铌酸钾钠(K0.5Na0.5NbO3，KNN)基压电陶瓷也是由反铁电体与铁电体组成。Egerton等[1−2]研究了采用传统陶瓷工艺制备的 KNN的压电性能，研究结果表明：当K与Na的摩尔比为1:1时，该体系压电陶瓷的机电耦合系数(kp)达到最佳值，约为0.36，同时其压电常数(d33)也同时达到最高值，为80 pC/N。1971年，Jaffe在前人的研究基础上归纳分析了关于KNN陶瓷的压电性能和结构的研究结果，认为：当K与Na的摩尔比为1:1时KNN的压电性能最佳在这一区域中2种正交结构的共存，同时，也把这种同时具有2种不同结构的区域命名为准同型相界(MPB)[3]。

已有实验研究结果表明：通过掺入LiSbO3(LS)[4]，BiFeO3(BF)[5]，ZnO[6]，SrTiO3[7−8]，BaTiO3[9]，LiNbO3[10]和 LiTaO3[11]等可以明显地提高 KNN的压电性能。Jiang等[12]对(0.996−y)KNN-0.004BF-yLS陶瓷体系进行系统研究，并确定其MPB成分范围(0.02≤y≤0.04)。需要指明的是，文献[12]中的MPB是指正交相与四方相的共存区域，有别于前面提到的KNN中2种正交相的共存区。通常认为，压电陶瓷在 MPB内的压电性能将达到峰值。但研究表明：在当前的烧工艺条件下该体系陶瓷的压电性能的最佳值并没出现在 MPB成分范围内，而是出现在四方相区(即y=0.05处)。事实上，准同型相界的出现与陶瓷致密度的改善对陶瓷的压电性能的促进作用几乎同等重要。对于组成确定的压电材料，烧结温度的最优化则是材料致密度提高的关键因素。文献[4，8]的研究表明：在准同型相界成分范围内，陶瓷的最佳性能可能出现在准同型相界内且邻近四方相的成分一侧。……