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《PZT壓電陶瓷老化性能及PLZT透明陶瓷光致應(yīng)變研究》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。
1、碩士學(xué)位論文PZT壓電陶瓷老化性能及PLZT透明陶瓷光致應(yīng)變研究RESEARCHONAGINGPERFORMANCEOFPZTPIEZOELECTRICCREAMICANDPHOTOSTRICTIONOFPLZTTRANSPARENTCREAMICS宋樂哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TG453學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.791密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文PZT壓電陶瓷老化性能及PLZT透明陶瓷光致應(yīng)變研究碩士研究生：宋樂導(dǎo)師：王文教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予
2、學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG453U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONAGINGPERFORMANCEOFPZTPIEZOELECTRICCREAMICANDPHOTOSTRICTIONOFPLZTTRANSPARENTCREAMICSCandidate：SongLeSupervisor：Prof.WangWenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：
3、MaterialsScienceAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鋯鈦酸鉛(PZT)作為一種壓電性能優(yōu)良的壓電陶瓷，已經(jīng)應(yīng)用于航空、航天等領(lǐng)域，如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓電點(diǎn)火器等。但是，在實(shí)際使用過程中，壓電陶瓷零部件的壓電性能在一定程度上不能夠滿足使用要求，壓電老化導(dǎo)致試樣在使用過程中老化開裂，本
4、文目的在于提高PZT壓電陶瓷的壓電性能，并且改善其老化性能。另外，鋯鈦酸鑭鉛(PLZT)作為一種透明的光電功能陶瓷，既具有鐵電性和壓電性，又具有優(yōu)異的光致應(yīng)變性能，可以實(shí)現(xiàn)光能-電能-機(jī)械能的一體化，在光學(xué)微調(diào)器、行星探測(cè)領(lǐng)域等都有重要的應(yīng)用前景。PLZT透明陶瓷的制備工藝的探索以及光致應(yīng)變性能的研究變得極其重要。本文選取MPB附近的Pb1.05(Zr0.52Ti0.48)O3為研究對(duì)象，探索高致密度的PZT壓電陶瓷的制備工藝，包括粉體的制備、試樣的成型及燒結(jié)工藝。試樣采用共沉淀法制備PZT粉體，通過X射線衍射確定粉體的最佳預(yù)燒溫度為700℃。通
5、過研究PVA的添加量、排膠工藝對(duì)試樣致密度的影響，確定最佳成型工藝為：PVA添加量為5wt%，以1℃/min的速度升溫到300℃，然后以0.5℃/min的速度緩慢升溫到500℃，保溫1h后隨爐冷卻。通過研究燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間、包埋方式、燒結(jié)方式對(duì)試樣致密度及性能的影響，確定PZT陶瓷的最佳燒結(jié)工藝：采用通氧氣氛燒結(jié)方式，以試樣下面鋪ZrO2上面由PZT粉體覆蓋為包埋方式，在1150℃條件下保溫2h。最終試樣獲得最佳綜合性能：致密度為98.65%，εr=2019，tanδ=1.48%，2d33=434pC/N，Pr=22.49μC/cm。2+2+針
6、對(duì)PZT壓電陶瓷老化開裂的問題，本文選擇以PZT為基，Sr、Ba進(jìn)行A5+位摻雜，Nb進(jìn)行B位摻雜，提高PZT的壓電性能，改善老化性能，并探索了老2+2+化規(guī)律。研究表明：隨著Sr含量的增加，MPB逐漸向四方相移動(dòng)，Sr摻雜量為25wt%時(shí)，獲得最佳綜合性能：εr=1609，tanδ=1.84%，Pr=16.5μC/cm，Ec=34.9kV/cm，2+2+d33=440.8pC/N；隨著Ba含量的增加，MPB逐漸向三方相移動(dòng)，Ba摻雜量為6wt%2時(shí)，εr=1536，tanδ=2.01%，Pr=17.5μC/cm，Ec=36.2kV/cm，d33
7、=465.9pC/N。壓電陶瓷壓電常數(shù)的老化規(guī)律為：10天內(nèi)直線型老化規(guī)律、11-60天自然對(duì)數(shù)型老化規(guī)律、61-120天漸近直線型老化規(guī)律。針對(duì)PLZT透明陶瓷制備困難的問題，本文從粉體制備、試樣燒結(jié)工藝兩個(gè)方面進(jìn)行探索。通過X射線衍射、粒度、粉體分散性分析，確定溶膠-凝膠法為PLZT-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文粉體的最佳制備工藝。分別采用氣氛燒結(jié)、SPS燒結(jié)制備PLZT陶瓷。氣氛燒結(jié)PLZT試樣致密度達(dá)到97.8%，在可見光下不透明，綜合性能為：εr=1623，tanδ=1.21%，2Pr=25.13μC/cm，Ec=37.24kV/
8、cm，d33=460.8pC/N；SPS燒結(jié)試樣致密度達(dá)99.5%，2試樣在可見光下透明，綜合性能為：εr=1813，tanδ=0.85
