高居里溫度壓電陶瓷新體系設(shè)計及機理研究.pdf

1、近年來，地質(zhì)勘探、航空航天和汽車等眾多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對壓電器件的使用溫度要求越來越高，這些極端環(huán)境下所使用的壓電換能器件迫切需要居里溫度（Tc）遠高于400℃的壓電陶瓷材料。本論文首先在常見的高溫壓電陶瓷體系的基礎(chǔ)上進行探索，提出了兩種新的高居里溫度壓電陶瓷PbTiNb2O8和PbZrNb2O8;其次研究了LiYW2O8摻雜改性PbTiO3壓電陶瓷，并探索了O1、O2離子的價鍵與居里溫度Tc的關(guān)系，討論了四方度對介電性能和壓電

2、性能的影響;最后研究了雙鈣鈦礦改性PbTiO3壓電陶瓷，獲得了高居里溫度壓電陶瓷，分析了它們的相變、壓電性能、高溫退極化性能。
　　通過傳統(tǒng)固相反應(yīng)制備了PbTiNb2O8和PbZrNb2O8陶瓷，兩者分別在1120℃和970℃的條件下燒結(jié)時，可獲得最高的居里溫度Tc，分別為700.1℃和559.6℃。PbTiNb2O8和PbZrNb2O8陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)空間群分別為Amm2和C222。研究表明PbTiNb2O8和PbZrNb2O8

3、陶瓷的退極化溫度分別在560℃和480℃左右。PbTiNb2O8和PbZrNb2O8陶瓷的主要電性能分別為:d33=16pC/N，kp=0.11，Qm=102和d33=20 pC/N，kp=0.16，Qm=42。且PbTiNb2O8和PbZrNb2O8陶瓷具有較低的介電損耗～10-4。
　　用兩步固相反應(yīng)法制備了PbTiO3-xwt％LiYW2O8(x=0.05、0.15、0.25、0.35)壓電陶瓷。通過研究氧離子的鍵價來探索高

4、居里溫度的結(jié)構(gòu)根源，研究結(jié)果表明陶瓷氧離子的鍵價越高居里溫度越高;陶瓷的四方度越高，d33和ε越高，而Np值越小。PbTiO3-0.15 wt％LiYW2O8陶瓷具有最高的居里溫度(508℃)。
　　通過兩步固相反應(yīng)法制備了雙鈣鈦礦改性PbTiO3壓電陶瓷(PT-BFM、PT-BNM、PT-YNM和PT-SNM)。雙鈣鈦礦的摻入不同程度地改變了PbTiO3的晶體結(jié)構(gòu)。隨著摻雜物與PbTiO3之間離子半徑差的增加，改性PbTiO3晶