錳鍶鋇離子摻雜對PZT性能的影響.pdf

1、本文以鋯鈦酸鉛(簡稱PZT)材料為研究對象,以固相合成法陶瓷制備技術(shù)為基礎(chǔ),合成主晶相為鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的Zr/Ti比為52/48的PZT粉體.使用正交實驗分析方法研究在不同的燒結(jié)溫度下,Sr<'2+>、Ba<'2+>和Mn離子對PZT進行摻雜取代,及取代后對材料性能的影響.利用X射線衍射儀(XRD)分析合成后材料的晶相,利用能量分散譜儀(EDS)分析樣品斷面的元素,通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察樣品表面和斷面的顯微結(jié)構(gòu).,適當(dāng)?shù)靥岣邿Y(jié)

2、溫度有助于材料的收縮率和體積密度的增大.正交試驗結(jié)果分析表明,制備具有最優(yōu)壓電常數(shù)的PZT陶瓷的工藝為:Mn離子、Sr<'2+>、Ba<'2+>的摻雜量分別為1.5mol﹪、2.0mol﹪和1.0mol﹪,1260℃下燒結(jié)；樣品的壓電常數(shù)d<,33>為30lpC·N<'-1>.燒結(jié)溫度對壓電常數(shù)的影響最大,d<,33>隨著燒結(jié)溫度地提高而增大.最優(yōu)相對介電常數(shù)的制備工藝為:Mn離子、Sr<'2+>、Ba<'2+>的摻雜量分別為1.5mo

3、l﹪、1.0mol﹪和1.0mol﹪,1220℃下燒結(jié)；樣品的相對介電常數(shù)ε<'T><,33>為2311.Mn離子的濃度對相對介電常數(shù)的影響最為關(guān)鍵,當(dāng)其摻雜量不超過1.5 mol﹪時,相對介電常數(shù)隨Mn離子濃度的增加而增大. 經(jīng)正交試驗優(yōu)化的兩組樣品,內(nèi)部結(jié)構(gòu)體均勻致密,顆粒大小均一,d<,33>值最大的樣品的平均粒徑約為15μm,ε<'T><,33>值最大的樣品的平均粒徑約為18μm.兩組樣品的壓電與介電性能優(yōu)異,抗老化性能