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时间:2019-02-28
《pmnpnnpzt体系压电陶瓷的性能和掺杂改性研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要本文选取0.25Pb(Mgl/3Nb2/3)03—0.15Pb(Niv3Nb2y3)03·(0.6-x)PDZF03一xPbTi03(简称PMN.PNN.PZT)体系压电陶瓷作为研究对象,研究了TffZr对系统准同型相界及压电、介电性能的影响。通过研究得出:当Ti/Zr介于1.55和1.655之间时,物相由三方相向四方相转变,系统处于准同型相界处。材料性能尤以T娩rFl.643时最好:占;3/岛=3384、da3=477pC/N、I%--o.56、Qm=82、tan6=2.3%、Tc=205℃。.通过对比前驱体合成工艺与传统的氧化物混
2、合合成工艺对系统相结构、微观形貌、压电和介电性能的影响发现:前驱体合成工艺能更好的避免焦绿石相的生成,有效保证化学计量比的稳定,并能抑制内部晶粒的过大生长和促进晶界致密化,对压电陶瓷性能的提升较为明显。另外,本文还研究了烧结温度对压电陶瓷系统微观结构和性能的影响,结果表明:最佳烧结温度是1180℃。此时晶粒生长的均匀致密,粒径大小在(3~5)岬。此烧结温度下测得压电陶瓷样品的体积密度最大,为7.899/era3,气孔率最低,为3%。最后,本文还对不同氧化物掺杂剂对PMN.PNN.PZT体系压电陶瓷的掺杂改性进行了研究。通过分析掺杂物La2
3、03,ZnO和Ce02对材料性能的影响,并结合X衍射分析图和扫描电子显微镜图得出:La203最佳的掺杂量为O.6wt%,ZnO最佳的掺杂量为0.4wt%,Ce02的最佳掺杂量为0.10wt%,过多的掺杂物将在晶界处偏析,影响材料的性能。比较各掺杂物的影响结果,以0.10wt%Ce02的掺杂对材料性能的提升最为明显:占三/岛=3640、d33=507pC/N、K=o.61、Qm=116、tant罗=1.0%、T。=222℃。Ce02掺杂能促进晶粒的生长,最大晶粒直径能达到20D。m,它对材料性能的影响总体表现出“软性掺杂”和“硬性掺杂"的特
4、性。关键词:压电陶瓷PMN.PNN.PZT四元系准同型相界压电性能掺杂改性ABSTRACT0.25Pb(Mgl/3Nb2/3)03—0.15Pb(NivaNb2/3)03-(0.6-x)PbZr03一xPbTi03(abbreviatedasPMN-PNN—PZT)piezoelectricceramicsWaSselectedasresearchobject,theeffectofTi/ZrratioOilitsmorphotropicphaSeboundary,dielectricandpiezoelectricpropertiesW
5、aSstudied.TheresultsshowthatthesystemliesinmorphotropicphaseboundarywhenTi/Zrratioisbetween1.55and1.655,whilerhombohedralphaSetransformsint0tetragonalphase.ThebestpropertiesareabtainedwhenTi/ZFl.643:s;3/岛=3380,d33=477pC/N,gp--0.56,Qm=82,tanS=2.3%,Tc=205。C.Inthepaper,theef
6、fectofprecursorsynthesisprocesscomparedwithoxidecompoundsynthesisprocessonphaSestructure,microstructureandpropertiesofPMN—PNN—PZTceramicswasinvestigated.TheexperimentindicatesthattheprecursorsynthesisprocessCallavoidPyrochlorePhase,stabilizethechemistrymatching,inhibitthe
7、biggraingrowthandimprovesinteringdensities,thematerialpropertiescanbeimprovedgreatlybytheprocess.Also,theeffectofsinteringtemperatureonmicrostructureandmaterialpropertieswasdiscussed,itisfoundthat,sinteredat1180"C,thecrystalsisdispersivewell,theaveragegrainsizeis(3---5)0m
8、andthebiggestvolume"densityis7.899/cm’,whiletheporosityislowest,3%.Intheend,thedopingmodificatio
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