先驅(qū)體法合成PZT壓電陶瓷及性能研究.pdf

1、本論文對PZT基壓電陶瓷進(jìn)行了研究。其中包括PZTMN三元系壓電陶瓷材料、PZTMN系壓電陶瓷中添加第二相氧化物的復(fù)合材料PZTMN/氧化物和在復(fù)合材料中進(jìn)行A位摻雜的(Pb1-xSrx)ZT-PMN系列復(fù)合材料PSZTMN/氧化物三個(gè)系列。通過XRD、SEM、BET等方法，研究了B位先驅(qū)體法合成鈣鈦礦PZT基陶瓷的工藝和反應(yīng)機(jī)理，并對材料的電學(xué)性能和力學(xué)性能進(jìn)行了測試和研究。 采用了改進(jìn)后的B位先驅(qū)體合成方法，即使用亞微米極粉

2、料，使先驅(qū)體合成溫度由1350℃降低到1190℃。合成先驅(qū)體合成溫度的大幅度降低，具有一定的工業(yè)價(jià)值。 PZTMN系列具有很優(yōu)異的電學(xué)性能，Zr/Ti=48/52的四方相樣品在1280℃時(shí)性能達(dá)到最優(yōu)值：εr=1632，Tc=303℃，d33=593pC/N，tanδ=0.0272，Kp=0.65。比較樣品的XRD圖譜，可知樣品Zr/Ti≥52/48為三方相結(jié)構(gòu)，樣品Zr/Ti≤50/50為四方相結(jié)構(gòu)。另外我們還制備了向PZTM

3、N中摻入第二相氧化物的復(fù)合材料。引入第二相氧化物后，在氧化物含量為0～4mol％的范圍內(nèi)大幅度的增強(qiáng)了材料的抗彎強(qiáng)度。復(fù)合材料的介電性能和壓電性能基本保持不變。通過“雙先驅(qū)體法”制備得PSZTMN/氧化物壓電陶瓷。摻入Sr2+離子后其介電性能有了大幅度的提高，壓電性能提高不明顯。電學(xué)性能在氧化物摻入量為2mol％的樣品得到較為優(yōu)異的性能參數(shù)，εr=1938，tanδ=0.03，d33=261pC/N，Kp=0.5714，Tc=268℃。