壓電陶瓷相對1-3型壓電復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、壓電復(fù)合材料在傳感器、制動器、換能器等很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在諸多壓電復(fù)合材料中，研究得最深入、應(yīng)用得最廣泛的是1-3型壓電復(fù)合材料。課題組前期對溶膠—粉末擠出法制備壓電陶瓷纖維及制備1-3型壓電復(fù)合材料的工藝進(jìn)行了初步研究。在此基礎(chǔ)上，本文主要研究不同壓電相對復(fù)合材料的影響因素，并制備和改性壓電相粉體，對改性后壓電相制備的復(fù)合材料進(jìn)行了性能研究。 實驗結(jié)果表明，復(fù)合材料的性能變化規(guī)律同壓電纖維性能的變化規(guī)律相同，因此可通過改

2、變壓電相性能而改善復(fù)合材料的性能。實驗選取的四種壓電陶瓷相中PZT5H(PMN—PZT三元系壓電陶瓷)制備的復(fù)合材料性能較佳，壓電應(yīng)變常數(shù)d33為360pC/N，介電常數(shù)為428.88，但是其各向異性Kt/Kp為1.735，需要進(jìn)一步提高。為了改善其各向異性，本文選取PMN—PT作為壓電相進(jìn)行改性研究。 采用二次合成法制備PMN—PT復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)壓電陶瓷。二次合成法抑制了焦綠石相的生成，同時降低了鈣鈦礦相的合成溫度，最大限度地

3、降低了PbO的揮發(fā)。測試表明：所制得的組分為0.67PMN-0.33PT陶瓷的密度達(dá)到7.95g/cm3，壓電常數(shù)d33達(dá)到450pC/N。對該系統(tǒng)PMN—PT的摻雜改性研究表明：La3+摻雜2mol％進(jìn)行A位取代時大幅度提高了PMN—PT陶瓷的壓電常數(shù)、介電常數(shù)和各向異性，小幅度降低了介電損耗和機(jī)械品質(zhì)因子。用Sn4+和Mn4+B位取代都能夠提高各向異性和機(jī)械品質(zhì)因數(shù)，降低介電損耗和壓電常數(shù)，但Sn4+摻雜提高了PMN—PT陶瓷的介電