cbn基高居里温度压电材料

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1、密级桂林电子科技大学硕硕士硕士士学士学学位学位位论位论论文论文题题题目目目__________CBN基高居里温度压电材料_________________（（（英文（英文）））_________HighCurieTemperatureCBNBased___________________________PiezoelectricMaterial___________________研研研究究究生生生学学学号号号:112101105研研研究究究生生生姓姓姓名名名:刘笑指导教师姓名、、、职务、职务:刘心宇教授_申申申请申请请请学学学学位位位门位门门门

2、类类类类:工学硕士学学学科科科、科、、、专专专专业业业:材料加工工程提提提交提交交交论论论论文文文日文日日日期期期期:2014年年年4月月月论论论文论文文文答答答答辩辩辩日辩日日日期期期期:2014年年年6月月月万方数据万方数据摘要摘要科技的发展和应用的需求促进了压电陶瓷在航空、医疗、通信、探测等领域的发展，同时这些领域进步对压电陶瓷的使用温度提出了更高的要求。现阶段发现的高温压电陶瓷虽然居里温度很高，但普遍存在矫顽场高、压电活性低下的缺点。为解决这些问题，本文对CBN陶瓷进行了以下的工艺改进和掺杂改性，以期能得到更高性能的陶瓷材料。研究了CBN

3、-Yb陶瓷的烧结工艺，得出最适宜的烧结温度为1100℃，当掺杂量为4mol%时，得到最佳性能：Kp=6.5%，Qm=802，tanδ=0.35%，相对密度97.8%，压电常数为纯CBN的2~3倍。提高电性能的同时，改性后的陶瓷试样的居里温度并没有大幅度的减小，大于870℃（纯CBN居里温度为900℃左右），而且在600℃以下温度稳定性很好。研究了V2O5作为B位置换固溶物掺杂改性CBN陶瓷的结构，微观组织，介电、压电性能，发现陶瓷试样在C轴上择优生长，晶粒各向异性明显。掺杂有效降低焙烧温度和烧结温度。当V5+的掺杂含量为4mol%时，得到该组实验

4、的最佳性能：d33=11pC/N，Kp=9.7%，Qm=389，tanδ=0.15%，相对密度95.1%。纯CBN陶瓷加入4mol%Sb2O5后，烧结温度降低了100℃，材料致密度增加，SEM测试显示晶粒生长完全均匀。CBN-Sb陶瓷在700℃以下保持良好的温度稳定性，压电常数d33提高到12.6pC/N，机电耦合系数Kp提高到12.1%，常温下的介电损耗tanδ为0.4%。添加MnCO3作为助溶剂，采用固相法获得改性的xSb-CaBi2Nb2O9（x=0-0.08）铋层状压电陶瓷。测试结果表明，加入Mn2+降低了烧结温度，提高了致密度和平面机电

5、耦合系数,样品均为单一相，在Sb含量为2mol%时，压电和机电性能达到最高，d33为12.8pC/N，Kp=10.1%，tanδ=0.5%。随着Sb掺杂量的增加，细化晶粒趋于一致。添加物并没有显著降低CBN陶瓷的居里温度，在800℃以下表现了良好的温度稳定性。关键词：高居里温度压电陶瓷铌铋酸钙改性高温稳定I万方数据ABSTRACTABSTRACTTheprogressofscienceandthedemandfortheapplicationpromotedthedevelopmentofpiezoelectricceramicsinthefie

6、ldofaviation,medicaltreatment,communication,explorationetc.Meanwhilethesefieldsdemandahigherworkingtemperature.HighcoercivefieldandlowpiezoelectricactivityareverycommonintheHighTemperaturepiezoelectricceramic，thoughtheCurietemperatureisveryhigh.Tosolvetheseproblems,thispaperp

7、resentsconductedaseriesofprocessimprovementanddopingmodificationinordertogethigherperformanceofceramicmaterials.ResultsshowedthattheoptimumsinteringtemperatureofCBN-Ybceramicsis1100℃.whendoping4mol%，ceramicmaterialshasoptimalperformance：Kp=6.5%，Qm=802，tanδ=0.35%,relativedensi

8、tyof97.8%,piezoelectricconstantis2~3timesashighasthatofpureCBN.Thesi