鈦酸鋇基無鉛壓電復(fù)合陶瓷性能的研究.pdf

1、鈦酸鋇（BaTiO3）是一種鈣鈦礦結(jié)構(gòu)壓電材料，其居里溫度為120℃，具有較高的壓電常數(shù)。針對無鉛壓電陶瓷的發(fā)展現(xiàn)狀，本論文將對鈦酸鋇基無鉛壓電陶瓷進(jìn)行研究。
　　通過建立基體--顆粒物理模型討論應(yīng)力對居里溫度和壓電系數(shù)的影響。討論了存在內(nèi)應(yīng)力的情況下，BaTiO3--ZrO2復(fù)合陶瓷材料的居里溫度和壓電系數(shù)隨著ZrO2體積百分比的變化。
　　采用溶膠--凝膠法合成了粒徑細(xì)小的ZnO-B2O3-SiO2（ZBS）玻璃粉，通過

2、添加ZBS玻璃，實(shí)現(xiàn)了陶瓷在1100℃低溫下致密燒結(jié)。研究了玻璃添加量對陶瓷密度的影響。分析了液相燒結(jié)時，用不同顆粒尺寸的BaTiO3初始粉末制備的陶瓷的密度、相結(jié)構(gòu)、微觀形貌和介電性能。通過摻雜MnCO3，提高了陶瓷的密度，降低了介電損耗，得到較好壓電性能的BaTiO3陶瓷。
　　利用Pechini法成功合成了1mol％Y2O3--ZrO2納米粉，并制備了BaTiO3--ZrO2復(fù)合陶瓷。研究了燒結(jié)溫度對陶瓷密度、物相和介電性能

3、的影響。通過在BaTiO3陶瓷中添加ZrO2，實(shí)現(xiàn)了BaTiO3陶瓷居里溫度的提高。燒結(jié)溫度為1050℃時，BaTiO3--10vol%ZrO2復(fù)合陶瓷的介電常數(shù)最高，居里溫度提高到143℃。通過Raman光譜證明內(nèi)應(yīng)力是使居里溫度提高的原因，隨著ZrO2含量的增加，居里溫度向高溫方向移動。
　　分別用固相法和液相法制備Bi、Cu共摻雜的BaTiO3陶瓷。研究了Bi和Cu的摻雜量對固相法制備的(Ba1-2xBi2x)(CuxTi1

4、-x)O3陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、形貌、介電和壓電性能的影響。研究分析了溶膠-凝膠自燃燒法制備(Ba1-2xBi2x)(CuxTi1-x)O3粉體的具體工藝條件。研究了燒結(jié)工藝對液相法制備的(Ba1-2xBi2x)(CuxTi1-x)O3陶瓷的微觀形貌、物相和介電壓電性能的影響。在T1=1300℃，T2=1150℃保溫10h，x=0.005樣品的居里溫度為140℃，壓電常數(shù)d33=100pC/N，d31=-18.44pC/N，Kp=17.62%