高介电、高压电常数压电陶瓷的研究

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1、中文摘要本文采用固相法制备了Nb205掺杂Pbl．。La。(ZryTil．y)1．x／403(x=0．07，0．5655y50．58)(简称PLZT)压电陶瓷和Sb203掺杂PZT压电陶瓷，通过X射线衍射(XRD)对合成后的材料晶相进行了分析，用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品表面的显微结构，并且讨论了组成和烧结温度对材料介电、压电性能以及温度稳定性的影响，通过试验确定了金属化温度、极化温度和极化场强。通过研究ZffTi比对Nb205掺杂PLZT系统性能的影响发现：三方相和四方相共存的准同型相位于一个组成范围内，在1060℃的预烧温

2、度、1240℃的烧结温度且保温2h的条件下，当Zr／Ti=57．5／42．5时，得到综合性能优良的压电材料：相对介电常数s五／晶=3100，介电损耗tan万=1．96％，压电常数d33=550pCm，机电耦合系数K=66％，居里温度Tc=210℃；Nb”部分置换(ZrTi)4+，增强了陶瓷的介电、压电活性，降低了居里温度，陶瓷体的温度稳定性良好，当Zr／Ti=57．5／42．5时，谐振频率的温度变化率最小，．25～80℃的平均刀职为2．1×10’℃，此时磁的变化率也最低，为4．6x10。4／℃。上述研究结果在实际生产中有较强的实用意义

3、。此外，研究了Sb203含量和Zr／Ti比对Sb掺杂PZT压电陶瓷在准同型相界附近的介电、压电性能的影响。Sb”置换Pb2+，极大的增强了PZT的介电、压电性能，在900℃的预烧温度、1250℃的烧结温度且保温2h的条件下，当Sb203=1．9wt％，Zr／Ti=53／47时，系统的综合性能最佳：占五／晶=2100，tan万=1．96％，d33---450pC／N，Kp=66．8％，Tc=300℃。材料的居里温度提高，一定程度上扩宽了材料的使用温度。关键词：PZTPLZT介电、压电性能准同型相界温度稳定性ABSTRACTThePbl．

4、xLa。(ZryTil．y)I—x／403(x=O．07，O．5655y50．58)(PLZT)piezoelectricceramicsdopedbyNb205andthePZTpiezoelectricceramicssamplesdopedbySb203werepreparedbyconventionalsolidsolutionmethod．TheX-raydiffraction(XRD)andthescanningelectronicmicroscope(SEM)wereappliedtoanalyzephasesandmi

5、crostructure，respectively．Theeffectsofthecompositionandthesinteringtemperatureonthedielectricandpiezoelectricpropertiesandtemperaturestabilityofthesystemwerealsodiscussed．Also，thepolarizationtemperatureoftheceramics，thesinteringtemperatureofthepoleandtheintensityoftheel

6、ectricfieldwereconfirmedbyresearch．ThestudyonthepropertiesofthePLZTsystemdopedbyNbonZr／TiratioindicatedthattheMPBofthetetragonalandrhombohedralphaselayinabroadcompositionregion．TheoptimumpropertieswereobtainedwithZr／Tj=57．5／42．5atcalcinationtemperatureof1060℃andsinterin

7、gtemperatureof1240。C．Themainparameters：占3T3／s0=3100，tan万=1．96％，d33=550pC／N，Kp=66％，Tc=210℃．T11edielectricandpielectricpropertyincreasedwiththeNb5+rap／acingthe(ZrTi)4+，theCurietemperaturedeclinedSOmuch．Thispiezoceramicshaveagoodtemperatureandcoefficientstability,thetemper

8、atureandelectromechanicalcouplingcoefficientofresonantfrequencyshiftedleastandobtainedaminimumvalue(酚2．I×10’℃，