PMNT定向壓電陶瓷的制備與電性能研究.pdf

1、(1-x)Pb(Mg<,1/3>Nb<,2/3>)O<,3-x>PbTiO<,3>(PMNT)弛豫鐵電固溶體在準(zhǔn)同型相界附近具有非常優(yōu)異的介電和壓電性能,因此在壓電換能器、高應(yīng)變驅(qū)動(dòng)器、醫(yī)用超聲成像等高技術(shù)領(lǐng)域有著非常誘人的應(yīng)用前景.由于定向陶瓷集單晶與陶瓷的優(yōu)點(diǎn)于一身,其性能可與單晶相媲美,而且易滿足大尺寸要求,均勻性與機(jī)械加工性能較好.因此,本文將對(duì)定向凝固法制備高性能PMNT定向陶瓷進(jìn)行研究.本文采用定向凝固法成功地制備出了PMN

2、T定向陶瓷,并對(duì)其結(jié)晶習(xí)性進(jìn)行了研究.結(jié)果表明PMNT定向陶瓷的結(jié)晶取向同坩堝下降速度、陶瓷組分密切相關(guān),隨著坩堝下降速度的提高或PT組分的減少,PMNT定向陶瓷的織構(gòu)取向由[111]逐漸向[011]轉(zhuǎn)變.并用負(fù)離子配位多面體生長(zhǎng)基元理論模型探討了PMNT的生長(zhǎng)機(jī)制,以及結(jié)晶習(xí)性同坩堝下降速度和PMNT組分的關(guān)系.系統(tǒng)研究了PMNT定向陶瓷的電學(xué)性能以及性能與陶瓷組分、織構(gòu)取向的關(guān)系.結(jié)果表明,[011]、[013]、[112]和[01

3、2]等取向的PMNT70/30陶瓷具有非常優(yōu)異的介電、壓電和電致伸縮性能.例如[112]取向的PMNT70/30陶瓷,ε<,r>~4070,d<,33>~1500-1600pC/N,s~0.23﹪(E=22kV/cm),k<,t>0.51,k<,33>~0.82.定向陶瓷的介溫特性研究結(jié)果表明,在極化過(guò)程中,第三相單斜相或正交相被電場(chǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生,這是PMNT定向陶瓷具有高壓電活性的本質(zhì)原因.對(duì)定向凝固法制備的PMNT定向陶瓷的性能波動(dòng)情況