KNN系陶瓷摻雜氧化物改變特性的方法以下三種:施體摻雜(N)、
受體摻雜(P)及燒結促進劑。一般+2價的Ba2+等鹼土金屬離子及+3價
Bi3+、La3+等稀土金屬離子取代KNN基陶瓷的A位的+1價離子,但
由於PZT陶瓷的MPB與KNN基陶瓷鐵電正交-鐵電四方相界的特性
不同而導致KNN基陶瓷的高價離子施體摻雜對陶瓷性能改善幫助不
大。根據研究,Ba2+等鹼土金屬離子能夠有效地溶入KNN基陶瓷的
晶格中形成固溶體。但Ba2+等鹼土金屬離子引入,使基體成分的鐵電
正交-鐵電四方相變溫度偏離室溫,而無法改善陶瓷的性能。在KNN
中引入 Bi3+等稀土金屬離子,KNN 基陶瓷燒結性能變差,難以得到
結構緻密的陶瓷體。反觀Cu2+等低價離子能夠有效地進入KNN基陶
瓷基體中,產生受體摻雜效應降低d 33 ,kp及 kt,升高Qm、MnO及
CuO等,均為受體摻雜氧化物,使陶瓷得到優良的硬性電學性質,也
是良好的燒結助劑,能夠有效地改善燒結性能,提高陶瓷緻密度。若
加上適量的補償 K 等鹼金屬元素或優化極化溫度與燒結溫度,如此
可進一步改善KNN基陶瓷的壓電性能。
KNN是ABO 3 型鈣鈦礦鐵電體,A位離子Na+與K+可由+1價Li+
和Ag+部分取代,B位離子Nb5+可由+5價Sb5+及Ta5+離子取代,獲得
高電性能的KNN基無鉛壓電陶瓷。相比純的KNN陶瓷壓電性能,