鈣鈦礦型Pb基反鐵電陶瓷粉的合成、結(jié)構(gòu)表征及電性能.pdf

1、（分類號:分類號:學校代碼:學校代碼:1012810128UDC:學號:學號:2012110018220121100182二○一五年四月二○一五年四月碩士學位論文碩士學位論文學生類別：全日制學術(shù)型碩士研究生學生類別：全日制學術(shù)型碩士研究生學科名稱：材料學學科名稱：材料學論文題目：鈣鈦礦型論文題目：鈣鈦礦型Pb基反鐵電陶瓷粉的合基反鐵電陶瓷粉的合成、結(jié)構(gòu)表征及電性能成、結(jié)構(gòu)表征及電性能英文題目：英文題目：SynthesisStructur

2、eacterizationofPerovskitePbbasedAntiferroelectricCeramicsPowderitsElectricalProperties學生姓名：姚海云學生姓名：姚海云導師姓名：胡艷華副教授導師姓名：胡艷華副教授內(nèi)蒙古工業(yè)大學碩士學位論文III摘要制備高功率密度、大容量電容器的關鍵是尋求一種同時具有能量存儲密度、高儲能效率（即低能量損耗）及快速存放電行為的材料。Pb基反鐵電材料就是這樣的相變材料，其在

3、溫度、電場及應力的誘導下可以實現(xiàn)反鐵電態(tài)（AFE）與順電態(tài)（P）和AFE與鐵電態(tài)（FE）之間的快速轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)出雙電滯回線，從而可以實現(xiàn)能量的存儲與釋放。論文采用溶膠凝膠技術(shù)合成了成分不同、但均具有純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Pb基反鐵電陶瓷粉，并將陶瓷粉燒結(jié)成陶瓷。借助差熱熱重分析儀（DSCTG），X射線衍射儀(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)、拉曼測試儀（Ramam）等對陶瓷粉的組成結(jié)構(gòu)進行了表征，采用介電性能測試儀和鐵電性能測試儀對陶瓷的電性

4、能進行了測試。探討了鉛過量、添加劑的種類及含量對Pb基陶瓷粉的結(jié)構(gòu)及微觀形貌的影響，獲得了合成純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的最優(yōu)工藝參數(shù)。分析了La3、Ti4、La3和Ti4的混合摻雜對鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Pb基反鐵電陶瓷粉的合成溫度、晶粒尺寸、微觀形貌及電性能的影響。論文采用溶膠凝膠法制備了不同鉛過量的PZ陶瓷粉。實驗發(fā)現(xiàn)，制備鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的PZ時，鉛的最佳過量值為3%。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的最佳合成工藝為：煅燒溫度為900℃，保溫時間為2h。但實驗

5、合成的PZ粉體團聚現(xiàn)象嚴重?？紤]到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ的合成溫度太高、且粉體團聚現(xiàn)象嚴重，論文探討了DEA和PEG對PZ陶瓷粉的相變溫度、晶粒尺寸、顆粒形貌等的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，DEA的添加有助于降低單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的合成溫度。在Pb過量3%的PZ陶瓷粉中添加10%的DEA，保溫2h時，單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的合成溫度從900℃降至580℃。添加10%的PEG，PZ陶瓷粉團聚的顆粒分散效果明顯。元素摻雜的結(jié)果表明，添加La3、Ti4后

6、，晶格畸變致使鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Pb基反鐵電材料的晶粒細化，合成溫度降低。PLZ陶瓷粉的合成溫度為540℃，晶粒尺寸的理論計算值為35.47nm。PZT陶瓷粉的合成溫度為600℃，晶粒尺寸的理論計算值為47.50nm。PLZT陶瓷粉的合成溫度為580℃，晶粒尺寸的理論計算值為45.43nm。Ramam譜的測試結(jié)果表明，室溫下，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ的相結(jié)構(gòu)為反鐵電正交相，PLZ的相結(jié)構(gòu)為反鐵電四方相，PZT的相結(jié)構(gòu)為反鐵電正交相，PLZT的相結(jié)構(gòu)為反