PNN-PZT壓電陶瓷材料的低溫?zé)Y(jié)特性研究.pdf

1、隨著便攜式電子產(chǎn)品朝小、輕、薄的方向發(fā)展,多層片式結(jié)構(gòu)在壓電變壓器、揚(yáng)聲器和濾波器等方面得到廣泛應(yīng)用,其關(guān)鍵技術(shù)是陶瓷材料和內(nèi)電極間的匹配。鑒于內(nèi)電極用賤金屬銀高電導(dǎo)率、低熔點(diǎn)(960℃)的特點(diǎn),與之共燒的陶瓷材料在具有高壓電常數(shù)d33、高機(jī)電耦合系數(shù)Kp、低介電損耗tanδ和低機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm等電學(xué)性能的同時(shí),還必須具有較低燒結(jié)溫度。本文以綜合性能優(yōu)良的Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3壓電陶瓷為研究對(duì)象,開展了

2、陶瓷低溫?zé)Y(jié)特性的研究。
　　首先,對(duì)Zr/Ti比和PNN/PZT比進(jìn)行調(diào)整,以優(yōu)化Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3陶瓷配方。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)Zr含量為0.41,PNN含量為0.35時(shí),0.35Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.65Pb(Zr0.41Ti0.59)O3(PNN-PZT)陶瓷在1230℃燒結(jié)的綜合性能最佳:d33=629pC/N,Kp=0.75,Qm=66,ε33T/ε0=3860,tan

3、δ=0.0134。
　　在上述基礎(chǔ)上,為實(shí)現(xiàn)陶瓷的低溫?zé)Y(jié),分別選取0.5PbO-0.5B2O3玻璃和0.1wt.％CuO-xwt.%LiBiO2作助燒劑,研究了不同含量助燒劑對(duì)PNN-PZT陶瓷的燒結(jié)特性、相結(jié)構(gòu)、微觀形貌及電性能的影響。研究表明,當(dāng)0.5PbO-0.5B2O3玻璃添加量為0.5wt.%時(shí),陶瓷在1060℃致密燒結(jié),綜合性能最佳:d33=479pC/N,Kp=0.55,Qm=79,ε33T/ε0=2904,tan

4、δ=0.0166;當(dāng)添加0.1wt.%CuO-1wt.%LiBiO2助燒時(shí),燒結(jié)溫度可降至1000℃,且綜合性能較0.5wt.%0.5PbO-0.5B2O3玻璃助燒時(shí)更優(yōu):d33=538pC/N,Kp=0.62,Qm=61,ε33T/ε0=3381,tanδ=0.0161。
　　最后,選擇PNN-PZT+0.1wt.%CuO-1wt.%LiBiO2作為研究對(duì)象,采用過量PbO摻雜的方法,以消除PbO揮發(fā)不可完全抑制對(duì)陶瓷電性能的影