鈮錳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的研究.pdf

1、本文采用傳統(tǒng)的固相燒結(jié)方法制備了Pb0.95Sr0.05[(Mn1/3Nb2/3)x(ZryTi1-y)1-x]O3(PMnN-PZT)三元系壓電陶瓷材料，并通過添加CeO2以提高其性能。通過X射線衍射(XRD)對試樣的晶相進行了分析，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了樣品斷面的顯微結(jié)構(gòu)，并討論了組成、Zr/Ti比、燒結(jié)溫度、摻雜和等靜壓成型對材料介電、壓電性能的影響。通過研究鈮錳酸鉛含量及鋯鈦比變化對該體系性能的影響發(fā)現(xiàn)：當(dāng)x=0.04

2、，Zr/Ti=52/48時，在1200℃～1225℃范圍內(nèi)燒結(jié)時，得到綜合性能優(yōu)良的壓電陶瓷材料：εT33/ε0=1190～1200，Qm=2450～2920，d33=320pC/N，Kp=0.594～0.595，Tc=321℃～329℃，tanδ=0.3％，強場損耗tanδ=4.0％～5.5％；當(dāng)燒結(jié)溫度為1250℃時強場介電損耗最小，tanδ=2.2.％，其他的性能參數(shù)為：εT33/ε0=1020，Qm=2300，Kp=0.563，

3、tanδ=0.4％，d33=250pC/N。隨著PMnN含量的增加，c/a逐漸降低，εY33/ε0、d33、Qm及Kp值先增大后減小，介電損耗tanδ逐漸增大；彈性柔順系數(shù)sE11值逐漸減小，居里溫度逐漸降低。隨Zr/Ti比增加，相結(jié)構(gòu)逐漸由四方相向三方相轉(zhuǎn)變，介電峰逐漸左移，居里溫度降低。
　　 此外研究了CeO2摻雜及等靜壓成型工藝對PMnN-PZT三元系壓電陶瓷材料介電和壓電性能的影響。當(dāng)CeO2的摻雜量為0.20w％時，

4、燒結(jié)溫度為1225℃～1250℃燒結(jié)時，系統(tǒng)的綜合性能最佳：εT33/ε0=1300～1340，Qm=2010～2150，d33=305～320 pC/N，Kp=0.564～0.571，Tc=313℃～321℃，tanδ=0.12％～0.2％，強場損耗tanδ=5.2％。等靜壓成型提高了陶瓷樣品的燒成密度，降低了試樣的晶粒尺寸，這使得d33和εT33/ε0均有所降低；同時等靜壓成型使樣品的介電損耗變小，機械品質(zhì)因數(shù)顯著增大，提高了材料的