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《中溫燒結鐠、鍶離子摻雜pnnpzt系壓電陶瓷》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中文摘要本文選取鈮鎳一鋯鈦酸鉛(1-x)Pb(1．v．z)PrvSrz(Zrl／2Til／2)03-XPb州il／3Nb2，3)03(簡稱PZT-外m)系統(tǒng)壓電陶瓷為研究對象，通過添加Pr6011和srC03進行A位取代及制備工藝的改進，可以降低燒結溫度(從1250℃降到1150℃)，提高致密度(從7．60g／cm3提高到7．80g／cm3)和體積電阻率(從0．8×lO比Q·cm提高到1．2×10比Q·cm)，材料的壓電介電性能也得到改善。這些都使得PZT．PNN系統(tǒng)壓電陶瓷材料在制備獨石結構的壓電
2、陶瓷器件方面有一定的潛力。通過X射線衍射(XRD)物相分析發(fā)現(xiàn)：在960℃／2h合成條件下，當Zr／1’i=O．5／0．5、PNN含量x=O．3時，三方相和四方相共存，系統(tǒng)處于準同型相界處，但當Zr／Ti=0．5／O．5，PNN含量x=O．2時，系統(tǒng)處于相界附近四方相一邊，居里溫度升高；掃描電子顯微鏡(SEM)分析發(fā)現(xiàn)：在1150℃／2h燒結條件下，當Pr6011和srC03摻雜量分別為0．02m01％和0．03m01％時，晶粒發(fā)育完整圓潤，堆積緊密，晶粒粒徑均在3～5岬之間，非常均勻。通過調(diào)整第三
3、組元PNN和摻雜物Pr6011和SrC03的含量，實驗確定了最佳配方組成：0．8Pbo95)Pro02Sr003(Zrl／2Ti】／2)03-0．2Pb(Nil／3Nb2／3)03。本課題還研究了合成工藝、燒結工藝和極化工藝對陶瓷壓電介電性能的影響。合成溫度和燒結溫度對(1．x)PbfJ-v．：)PrVSrz(Zrl／2Til疙)03．XPb州il／3Nb2／3)03壓電陶瓷性能有重要的影響，合成次數(shù)和保溫時間對該系統(tǒng)的性能影響較小，合成溫度在960℃／2h，燒結溫度在1150℃／2h時，得到綜合性
4、能較佳的壓電材料。研究了極化工藝對該三元系壓電陶瓷性能的影響，確定的最佳極化條件為：3kV／mm的場強下，在100℃硅油中極化30min。實驗結果表明，當Ti／Zr=O．5／0．5、階淵含量x=O．2和Pr6011和SrC03摻雜量分別為O．02mol％和O．03mol％時，在960℃合成保溫2h，1150℃燒結保溫2h的條件下，得到PZT-PNN系統(tǒng)壓電材料的最佳性能：壓電常數(shù)d33=530pC／N、體積密度g：7．879／cm3，介電損耗tan6=1．8％，相對介電常數(shù)s丟／氏=3000，體積電
5、阻率n，=1．2×1012Q·cm，機電耦合系數(shù)Kp=57．4％，d33、占丟／氏及tan6的老化率較低(10％以內(nèi))，居里溫度T。=200℃左右。最后，對比了前驅體合成工藝與傳統(tǒng)的氧化物混合合成工藝對系統(tǒng)相結構、微觀形貌、壓電和介電性能的影響。關鍵詞：壓電陶瓷，鈮鎳一鋯鈦酸鉛，氧化鐠，碳酸鍶，中溫燒結，介電壓電性能ABSTRACT(1一x)Pb(1．v．z)PbSrz(Zrl，2Til／2)03·)(Pb(Ni1／jNb2／3)03(shortfbrPZT—PNN)piezoelectriccer
6、amicswasselectedasresearchobject．Thesamplesweregainedbysolutiontreatment，addingPr6
7、DllandSrC03andimpr0Vingthepreparationtechnics．ThesinteringtemperaturewasdecreasedfIrom1250℃t01150℃)。thevoIumedensityandvoIumeresistiVi夠wereincreasedf．rom7．60g／cm’to7．80∥
8、cm’andf．rom0．8×l012Q·cmto1．2×1012Q·cm，respectively．SothesystemofPNN．PZTcouldbeusedinpiezoeIectricecomponentwhichismonolithicstructure．TheX—raydi筇raction(XRD)indicated：whencalcinatingat960℃／2h，Zr／Ti=O．5內(nèi)．5，thecontentofPNNx=0．3，thesystemisinthemo印hotropi
9、cphaseboundary(MPB)，andhasboththetetragonalandtrigonalphase．ButwhenZr／Ti=O．5／O．5，x=0．2，thecompositionsshiRsawayf兩mthe“gonalphaseacrosstheMPBtowardthetetragonalphaseandreducestheCurietemperature．Bythephotosofscanningelec臼onicmjcroscope(S
