鍶、鑭、鈮、鎢離子摻雜PZT95-5陶瓷結構和性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、PZT95/5鐵電陶瓷是Zr/Ti摩爾比為95/5的鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷,因其具有儲能密度高、體積小、性能穩(wěn)定、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點,而被廣泛用于核武器、高功率微波武器和常規(guī)武器戰(zhàn)斗部觸發(fā)引信中。但由于純的PZT95/5陶瓷難以致密化,影響到陶瓷的電性能,從而影響陶瓷的儲能密度。本論文旨在利用Sr2+、La3+、Nb5+和W6+離子對PZT95/5進行摻雜,研究摻雜對PZT95/5陶瓷微觀結構與性能的影響,進一步研究摻雜與微觀結構和性能之

2、間的內在聯(lián)系。
   本文以四氧化三鉛、氧化鋯、二氧化鈦、碳酸鍶、氧化鑭、五氧化二鈮和三氧化鎢為原料,采用傳統(tǒng)的固相反應法制備了Sr2+、La3+、Nb5+和W6+離子摻雜的PZT95/5陶瓷粉體,通過XRD分析了不同的摻雜離子對PZT95/5陶瓷粉體微觀結構的影響;研究了Sr2+、La3+、Nb5+和W6+離子在不同的燒結溫度和不同的摻雜量下對陶瓷燒結性能的影響,同時也對摻雜量與陶瓷的介電性能、壓電性能和鐵電性能之間的關系進行

3、了研究,結果表明:摻雜Sr2+和La3+離子后,雖然能提高陶瓷的致密度,但卻使剩余極化強度Pr大大降低了,從而限制了材料在儲能方面的應用;而摻雜Nb5+和W6+離子后,不僅使得陶瓷的致密度提高,同時還降低了陶瓷的燒結溫度,剩余極化強度Pr也提高了,結果是:在1150℃、摻雜量為1mol%時,摻雜Nb5+離子的PZT95/5陶瓷的相對密度和壓電常數(shù)d33達到最大,分別為96.4%和69pC/N,相對介電常數(shù)為326,電滯回線呈飽和型,剩余

4、極化強度Pr和矯頑場Ec分別為20.2μC/cm2和1569.1V/mm;在1250℃、摻雜量為2mol%時,摻雜W6+離子的PZT95/5陶瓷的相對密度、壓電常數(shù)d33也達到最大,分別為98.75%和66pC/N,相對介電常數(shù)為324,電滯回線也呈飽和型,剩余極化強度Pr和矯頑場Ec分別24.785μC/cm2和1786V/mm。通過對Nb5+和W6+離子摻雜陶瓷的研究表明,較大的剩余極化強度Pr和較小的介電常數(shù)不僅使得陶瓷具備了高密

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