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作为一类无铅的环境友好型功能材料，铌酸钾锂（KLN）表现出优异的介电和压电性能，具有重要的研究意义与应用价值。本文以KLN陶瓷靶材的制备、结构控制与介电性能研究为目标，采用放电等离子烧结技术（SPS）制备高致密度、纯相的KLN陶瓷，重点研究制备工艺、Li掺入量及退火处理对其合成、烧结与介电性能的影响，以期为脉冲激光沉积等物理方法制备KLN薄膜提供高质量的陶瓷靶材。
⑴以K2CO3、Li2CO3和Nb2O5粉体为原料，采用固相反应法合成KLN粉，研究了合成温度和Li掺入量对KLN粉体的物相、形貌和晶体结构的影响。XRD、Raman和SEM测试表明，随合成温度的升高，合成粉末中铌酸锂杂相逐渐减少，适宜的合成温度为950℃。在该温度下，当Li掺入量在15～20mol％时，得到的都是纯相的KLN粉体，而且随Li掺入量的增加，其晶格参数逐渐增大。
⑵以950℃合成的、Li掺入量为15～20mol％的KLN粉体为原料，采用SPS烧结技术制备高致密度的KLN列陶瓷靶材，重点研究了烧结温度、保温时间和Li掺入量对KLN陶瓷的物相、致密度和显微结构的影响。结果表明，随烧结温度的升高和保温时间的延长，KLN陶瓷的物相无变化，但致密度增加，晶粒发育更完整。确定了制备KLN陶瓷的SPS工艺为烧结温度850～900℃，保温时间15min，在该条件下得到的KLN系列陶瓷的致密度在96％以上。与传统的常压烧结方式相比，SPS烧结的KLN陶瓷的致密化温度明显降低，有效抑制了K、Li元素的挥发，而且晶粒细小、均匀。
⑶系统测试了850～900℃烧结的、高致密度的KLN系列陶瓷的介电性能和介温性能，重点了研究了Li掺入量对其性能的影响。结果表明，随Li掺入量的增加，KLN陶瓷的介电常数下降，介电损耗降低，居里温度升高。Li掺入量为20mol％时，1MHz频率下其介电常数和介电损耗分别为118和0.2796，居里温度达575℃。与常压烧结相比，SPS烧结的KLN陶瓷的居里温度提高了100℃左右，有利于拓宽其使用范围。
⑷为进一步降低KLN陶瓷的介电损耗，对其进行退火处理，研究了退火温度对KLN陶瓷物相和介电性能的影响。研究发现，在空气中经700℃退火处理后，KLN陶瓷的物相基本不变，但介电损耗大幅度下降。退火处理可消除真空环境下SPS烧结KLN陶瓷引起的氧空位，并可减少石墨模具向烧结样品中渗碳现象，从而有效降低介电损耗。