放電等離子燒結(jié)對PLZT和YIG陶瓷結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、近年來，放電等離子燒結(jié)(SPS)作為一種低溫快速燒結(jié)技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，其獨特的燒結(jié)機理在促進燒結(jié)的同時也形成了特別的微觀結(jié)構(gòu)，使得制備的材料有著不一樣的性能。本論文選取應(yīng)用比較廣泛且極具代表性的Pb0.92La0.08(Zr0.52Ti0.48)O3(PLZT)陶瓷和Y3Fe5O12(YIG)陶瓷作為研究對象，系統(tǒng)研究了SPS對PLZT、YIG和Y3-xBixFe5O12(X=0，0.5，1)陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過與標(biāo)準(zhǔn)固相

2、法燒結(jié)(CS)制備的陶瓷進行對比，得到了以下主要結(jié)論:
　　相比于CS制備的PLZT陶瓷，SPS制備的PLZT陶瓷致密度更高，晶粒尺寸更小，c/a值也更接近于1，即晶胞結(jié)構(gòu)更趨向于立方相;電疇的數(shù)量較少，且疇尺寸較小。因此，SPS制備的PLZT陶瓷具有較小的介電常數(shù)、稍高的居里溫度、較小的飽和極化強度和剩余極化強度，稍高的矯頑場，并且其相變更彌散;SPS制備的PLZT陶瓷還具有更高的擊穿場強和儲能密度，最大儲能密度達到0.727J

3、/cm3。
　　CS制備的YIG陶瓷在133K-550K內(nèi)具有低溫、中溫和高溫三個介電弛豫。低溫介電弛豫是由Fe2+-Fe3+之間的電荷躍遷引起的;中溫介電弛豫與晶界（界面MaXwell-Wagner極化效應(yīng)）等非均質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān);高溫介電弛豫與電導(dǎo)有密切關(guān)系。而SPS制備的YIG陶瓷只出現(xiàn)低溫和高溫兩個介電弛豫。由Fe2+-Fe3+之間電荷躍遷引起的低溫介電弛豫激活能相對較小;與界面MaXwell-Wagner極化效應(yīng)相關(guān)的中溫介電

4、弛豫被弱化;高溫介電弛豫和CS制備的YIG陶瓷一樣，也與電導(dǎo)有密切關(guān)系。
　　在CS和SPS制備的Y3-xBixFe5O12(X=0，0.5，1)陶瓷中發(fā)現(xiàn):通過Bi3+置換引起Fe2+濃度減少，極大地削弱了Fe2+-Fe3+之間的電荷躍遷，導(dǎo)致與此相關(guān)的低溫介電弛豫弱化;Bi3+置換在降低燒結(jié)溫度的同時也降低了YIG陶瓷的晶粒尺寸，使晶界增多，減弱了界面Maxwell-Wagner極化效應(yīng)，導(dǎo)致中溫介電弛豫的弱化;隨著Bi3+置