四元系PMMN壓電陶瓷改性、低溫燒結及疊層壓電耦合器的研制.pdf

1、本文選擇四元系固溶體鈮鎂鈮錳鋯鈦酸鉛(PMMN),對其進行摻雜改性及低溫燒結研究,并采用低溫燒結改性PMMN壓電材料研制疊層壓電陶瓷耦合器。PMMN四元系壓電陶瓷材料組成為：Pb(Mg1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Nb2/3)0.04Ti0.46Zr0.46O3采用MgO作為摻雜改性劑,試驗結果表明MgO的最佳摻雜量為0.25wt％,此時材料具有優(yōu)良的介電壓電性能。1130℃燒結2小時陶瓷的性能參數(shù)為：以3=310 pC/N,Q

2、m=1008,Kp=0.61,εT33/ε0=1494,tanδ=0.34％,是一種中溫燒結功率型壓電陶瓷材料。 對改性后的PMMN四元系壓電陶瓷材料添加適量的低溫燒結劑CdO,SiO2,基本保持了基方的壓電介電性能,且使其燒結溫度降至1000℃以下,980℃燒結4小時陶瓷的性能參數(shù)為：以d33=300pC/N,Qm=800,K=0.58,εT33/ε0=1250,tanδ=0.34％。確定出用于制作疊層壓電陶瓷耦合器的材料配方

3、為：Pb(Mg1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Nb2/3)0.04Ti0.46Zr0.46O3+0.25wt％MgO+0.8wt％CdO+0.1 wt％SiO2利用上述材料成功研制出三層和五層的疊層壓電陶瓷耦合器。對研制成功的疊層壓電陶瓷耦合器進行基本電學性能測試,表明該耦合器具有良好的頻率特性,阻抗特性及溫度穩(wěn)定性,滿足小型化固體繼電器的要求,且裝貼面積較單片壓電陶瓷耦合器明顯減小,可適應表面組裝技術(SMT)的需要,具有實用價