大功率PMS-PZT壓電陶瓷的強場性能研究.pdf

1、隨著許多器件和設備向著微型化、集成化的方向發(fā)展，對功率的要求越來越高，因此對大功率壓電陶瓷進行深入研究有重要的科學意義和實用價值。大功率壓電陶瓷主要指應用于強驅動或者強電場條件下的陶瓷材料，包括應用于壓電振子、變壓器、發(fā)射型超聲換能器等的陶瓷材料，這些材料在信息技術領域有極其重要的地位。應用于大功率條件下的壓電陶瓷材料不僅需要有高的機械品質因數(shù)Qm、低的介電損耗tanδ，較高的機電耦合系數(shù) Kp和較高的壓電常數(shù) d33，而且還要求有較好

2、的強場穩(wěn)定性。
　　本文利用傳統(tǒng)固相法制備了銻錳-鋯鈦酸鉛系(Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-PZT)的陶瓷樣品，并對其低電平性能、溫度穩(wěn)定性以及強電場下的機電非線性進行了探究；介電常數(shù)的非線性響應通過瑞利模型來衡量，該模型能定量區(qū)分出可逆以及不可逆疇壁運動對于介電常數(shù)的貢獻。
　　在本文中，CeO2能起到硬性摻雜的效果，提高Qm值，降低強場介電損耗；摻雜0.25wt％CeO2后，陶瓷低電平下的性能為 d33=321pC/

3、N，Kp=0.606，Qm=1367，εr=1632，tanδ=0.484%；介質的瑞利系數(shù)由104(kV/cm)-1降低至83(kV/cm)-1，5kV/cm下介電損耗由4.182%降低至3.551%，并對極化樣品的非線性有所改善。
　　摻雜0.30wt%Yb2O3后，PMS-PZT+0.25wt%CeO2陶瓷的Kp由0.606提高到0.643，d33由321pC/N提高到391pC/N，瑞利系數(shù)由83(kV/cm)-1降低至7