多孔PZT的制備與性能表征.pdf

1、3-3壓電復合材料具有高的靈敏度，特別適用于水下及人體組織的超聲傳感，已引起了國內外許多科研人員的關注。在對文獻調研和分析3-3壓電復合材料研究現狀及進展基礎上，以PZT多孔陶瓷為研究對象，將孔隙中的空氣作為第二相添加物，研究材料制備及其性能，為3-3壓電復合材料的制備與應用提供理論與試驗依據。 以PbO、ZrO2、TiO2為原料，采用兩步燒成方法制備多孔PZT陶瓷，探索其制備工藝，研究表明排膠之后直接燒結有利于減少材料的內應力

2、，在一定程度上減少材料的四方相。通過XRD和Raman光譜對其相組成及結構進行了分析，孔隙率測定和SEM分析表明，成型壓力在120MPa形成的孔隙率比較穩(wěn)定。造孔劑的形狀和粒徑決定材料中孔隙的形狀和大小。陶瓷粉料粒徑越小則形成的孔隙率越低。隨著造孔劑含量的增加，孔隙率增大。隨著燒結溫度的升高，孔隙率下降。 結構分析和電學性能測試表明，燒結溫度對材料壓電性能、介電性能有顯著影響。隨著燒結溫度的增加，晶粒增大，減少了晶粒界面和晶軸的

3、“釘扎”作用，材料介電常數下降，壓電常數升高，在1250℃燒結時材料的綜合性能比較好。 采用理論模型模擬了3-3連接的多孔PZT壓電、介電性能隨孔隙形狀及孔隙率變化的關系，理論模擬的變化趨勢能夠較好的與實驗結果匹配：在一定孔隙率下，孔隙沿平行于極化方向上的擴展增加了對縱向壓電常數和介電常數有利的的壓電陶瓷的體積，使材料的壓電、介電性能均增大，作為水聽器的時候其gh、dh和靈敏度均增加，而其超聲阻抗卻不隨孔的形狀變化。在孔隙率小于