激光制備鎢青銅結構無鉛壓電陶瓷研究.pdf

1、本論文將激光材料制備技術與改善壓電陶瓷物理性能的研究緊密結合，對激光制備鎢青銅結構無鉛壓電陶瓷進行了系統(tǒng)研究。
　　 論文首先從熱傳導方程出發(fā)，建立了激光輻照/燒結陶瓷溫度場模型，采用有限差分法和有限元方法對模型進行求解。通過優(yōu)化計算方法和完善邊界條件，使得在降低運算量的同時計算結果與實驗測量結果仍然吻合較好。分析了激光輻照溫度場與激光工藝參數(shù)的關系，并在此基礎上制定出合理可行的CO2激光輻照陶瓷的實驗方案。
　　 研究

2、了激光對Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15陶瓷的輻照效應，逐一分析了激光各工藝參數(shù)對激光輻照溫度場的影響，并在此基礎上制定出CO2激光輻照Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15陶瓷的實驗方案。進行了系統(tǒng)的激光輻照陶瓷實驗，制備出壓電常數(shù)比普通燒結陶瓷明顯提高的Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15陶瓷，其中Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15陶瓷的剪切振動模式壓電常數(shù)d15增大作用最

3、為明顯，從62pC/N提高到了120pC/N，提高將近一倍。分析表明：壓電性的提高與陶瓷剩余極化強度提高有關，而剩余極化強度的提高是因為陶瓷晶粒較小易于偏轉，使陶瓷在極化時有較多的電偶極子沿施加電場方向取向，從而得到更大的極化強度；另外，激光輻照時的溫度梯度使陶瓷晶粒c軸在垂直于激光輻照方向上有某種程度的取向，陶瓷晶粒的取向也有利于鐵電、壓電性的提高；最后，激光輻照提高了陶瓷的密度，陶瓷致密度的提高也對其物理性能的提升有一定貢獻。

4、>　　 采用激光燒結技術在室溫、空氣氣氛的常壓條件下制備出比傳統(tǒng)爐燒工藝壓電性能更好的Ba0.5Sr1.5Na0.6K0.4Nb5O15和Sr1.86Ca0.14NaNb5Oi5陶瓷。通過數(shù)值模擬.優(yōu)化了激光燒結陶瓷的工藝參數(shù)。對激光燒結和傳統(tǒng)爐燒陶瓷的物理性能測試和比較表明，激光燒結技術不但可以在短時間內制備出陶瓷而且制備出的陶瓷的壓電性能有所提高。對激光燒結壓電陶瓷的分析表明，激光燒結可以提高致密度.使晶粒尺寸較小并有一定的取向性