新型壓電陶瓷材料的制備與電性能研究.pdf

1、壓電陶瓷作為機(jī)械能與電能互相轉(zhuǎn)換的功能材料，其應(yīng)用已經(jīng)深入到社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用。而隨著對(duì)此類材料的研究不斷深入，越來越多的思路、理論等公之于世。本文借鑒前人的思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，希求解決部分研究中遇到的問題。
　　本文首先借鑒三相臨界點(diǎn)概念、居里溫度與成分線性關(guān)系等為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，通過固相反應(yīng)法合成了0.6Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-(0.4-x)PbTiO3-xPbZrO3(x=0、0.01、0.02、0.035、0.05、0.0

2、65、0.08、0.095、0.105、0.115)三元系壓電陶瓷，通過改變x值以期獲得三相臨界點(diǎn)附近成分，從而獲得優(yōu)異性能。實(shí)驗(yàn)證明在x=0.08、0.095時(shí)獲得較好的性能，在x=0.08時(shí)，其d33=683pC/N，kp=0.57，tgd=0.034，e=14935;在x=0.095時(shí)，d33=690pC/N,kp=0.55,tgd=0.026,e=12942。
　　此外，本文以(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)基壓電

3、陶瓷的多形體相變(PPT)效應(yīng)與“軟化”效應(yīng)為設(shè)計(jì)思路，通過在KNN陶瓷中添加1.5mol％至4mol％Li與20mol％Ta使KNN基陶瓷PPT效應(yīng)溫度降至室溫，而后在其中摻入1mol％Ca，產(chǎn)生“軟化”效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明已達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期，但“軟化”效應(yīng)未能有效提高試樣d33，具體原因需進(jìn)一步研究。當(dāng)Li添加量為3.5mol％時(shí)獲得最佳性能，d33=235pC/N,Qm=78,Kp=0.52,tgd=0.018,e=1578。
　

4、　而后，本文用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法合成了(Ba0.98Ca0.02)(Sn0.04Ti0.96)O3(BCST)，并以CuO-B2O3為燒結(jié)助劑，比較了添加不同量助燒劑與不同燒結(jié)溫度下試樣的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不添加助燒劑的情況下，純BCST在1500℃下燒結(jié)依然不能獲得致密的結(jié)構(gòu)。在助燒劑添加量為0.5wt％時(shí)，燒結(jié)溫度為1200℃時(shí)獲得最佳性能，其d33達(dá)到346pC/N，kp為0.39，Qm為178，tgd為0.009。但其燒結(jié)溫度區(qū)