四 研究背景
(1) 無鉛壓電陶瓷理論
壓電陶瓷材料而言，溫度及化學成分的改變都會導致其相變，
PbZrO 3 –PbTiO 3 體系陶瓷的相結構會隨著鋯鈦比的改變而變化，在
MPB 附近由於三方相和四方相共存，使晶胞的可畸變性提高，陶瓷
具有更多的可極化方向，因此非常有利於極化和提升壓電性能。由此
可見，PZT陶瓷材料的性能可以通過改變鋯鈦比調節。同樣對KNN
基無鉛壓電陶瓷，根據應用的不同要求，選擇不同K/Na比的陶瓷材
料。通過調節K/Na比來優化KNN材料的性能。
針對KNN系無鉛壓電陶瓷的K/Na比的研究發現，鉀過量有助
於提供充足的液相促進燒結，而鈉過量則能獲得比(Na0.5K0.5)NbO 3 更
優異的電機械性能。然而，鉀的過量產生的微量化學配比偏差會產生
第二相K 2 Nb 4 O 7 ，當該物質遇到潮濕的環境，非常容易發生潮解。因
此，K/Na比的研究主要集中鈉過量方面，如Dai等[1]發現當x = 0.
時，(NaxK1-x)NbO 3 陶瓷之d 33 = 160 pC/N；而Zuo等人則在LKNN壓
電陶瓷配合摻雜Ta及Sb的情況下，獲得之d 33 高達400 pC/N。
KNN是由反鐵電體KNbO 3 和鐵電[2]體NaNbO 3 結合而形成的固
溶體。KNbO 3 為類鈣鈦礦反鐵電體，存在複雜的結晶相變，具強電場
誘導的鐵電性。NaNbO 3 為鈣鈦礦鐵電體，具有與BT相似的結構相