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《pms-pzt三元系壓電陶瓷摻雜改性及其低溫?zé)Y(jié)性能的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果,也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名:簽字日期:年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、
2、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明)學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:簽字日期:年月日簽字日期:年月日摘要近些年,隨著PZT基壓電陶瓷器件的廣泛應(yīng)用,大功率化和小型化已經(jīng)成為了一個(gè)重要的發(fā)展方向,例如:壓電陶瓷變壓器、壓電超聲馬達(dá)等。銻錳鋯鈦酸鉛(PMS-PZT)三元系陶瓷具有較好的壓電性能和良好的燒結(jié)性能,為了進(jìn)一步提高其各方面的綜合性能,在本實(shí)驗(yàn)中我們對(duì)其進(jìn)行了Sr、Mn的硬性摻雜改性、制備工藝的優(yōu)化和摻雜低溫?zé)Y(jié)助劑CuO的性能研究,以期獲得滿足在實(shí)
3、際應(yīng)用要求的大功率壓電陶瓷體。采用傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法制備了Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3+xwt%SrCO3+ywt%MnO2三元系壓電陶瓷(簡(jiǎn)稱(chēng)PMS-PZT,其中x+y=0.3),研究了不同的Sr/Mn含量比對(duì)其性能的影響,通過(guò)X射線衍射(XRD)對(duì)試樣的晶相進(jìn)行了分析,用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了試樣的表面微觀結(jié)構(gòu),并且討論了其壓電和介電性能,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn):在900℃煅燒,1180℃燒結(jié)保溫2h,當(dāng)Sr/Mn=1/1時(shí),得到綜合性能優(yōu)良的壓電陶瓷材料:壓電系數(shù)d33=320p
4、C/N、機(jī)T械品質(zhì)因數(shù)Kp=0.56、損耗tanδ=0.32%、相對(duì)介電常數(shù)ε33/ε0=1519和機(jī)電耦合系數(shù)Qm=2080。在上一步得到的最佳的配方的前提下,研究了制備工藝對(duì)其壓電介電性能的影響,包括合成溫度、成型壓力、極化條件和B位先驅(qū)體法。通過(guò)對(duì)其各方面性能的研究表明,最佳的合成溫度、成型壓力分別為900℃和300MPa,最佳的極化電場(chǎng)、極化時(shí)間和極化溫度分別為3kv/mm、15min和130℃,得到的綜合性T能為:d33=315pC/N,Kp=0.58,??=1570和tanδ=0.33%。隨后,又研究了B330位
5、先驅(qū)體法制備工藝,結(jié)果表明,采用B位先驅(qū)體法可以降低燒結(jié)溫度,但同時(shí)也會(huì)惡化壓電陶瓷電性能。為了降低燒結(jié)溫度,盡量較少或者抑制PbO的揮發(fā),我們?cè)谏鲜雠浞街袚诫s了CuO,由于CuO和PbO可以形成低共熔物,促進(jìn)燒結(jié)的進(jìn)行,在較低的燒結(jié)溫度下就會(huì)達(dá)到陶瓷體的致密化。研究了不同CuO含量對(duì)其性能的影響,通過(guò)顯微結(jié)構(gòu)和相結(jié)構(gòu)的分析,結(jié)果表明:當(dāng)CuO的摻雜量為0.1wt.%,燒結(jié)溫度為925℃,可以得到綜合性能較佳的壓電陶瓷體,最佳的性能為:d33=289pC/N、TKp=0.56、ε33/ε0=1621、tanδ=0.41%、T
6、c=260℃。關(guān)鍵詞:壓電陶瓷,PMS-PZT,低溫?zé)Y(jié),CuOABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentoftheelectricapparatusofPZT,piezoelectricceramicshavebeenextensivelyused.Thehighpowerandminiaturizationpiezoelectricmaterialshavebecomemoreimportantdevelopmentalaspectinthepracticalapplication,
7、suchaspiezoelectricceramictransformerandultrasonicmotor.PMS-PZTternarysystemceramichasgoodpiezoelectricpropertiesandsinteringperformance,Inordertofurtherimproveitsallaspectsofcomprehensiveperformance,wedopetheSr、Mn,optimizethepreparationprocessanddopetemperaturesin
8、teringadditiveCuO,hopethatitcouldsatisfytherequirementsinpracticalapplications.Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3+xwt%SrCO3+ywt%MnO2(x+y=0.3wer