压电陶瓷相对13型压电复合材料性能的影响

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1、江苏大学硕士学位论文摘要压电复合材料在传感器、制动器、换能器等很多领域有着广泛的应用。在诸多压电复合材料中，研究得最深入、应用得最广泛的是1．3型压电复合材料。课题组前期对溶胶一粉末挤出法制备压电陶瓷纤维及制备1—3型压电复合材料的工艺进行了初步研究。在此基础上，本文主要研究不同压电相对复合材料的影响因素，并制备和改性压电相粉体，对改性后压电相制备的复合材料进行了性能研究。实验结果表明，复合材料的性能变化规律同压电纤维性能的变化规律相同，因此可通过改变压电相性能而改善复合材料的性能。实验选取的四种压电陶瓷相中PZT5H(PMN．PZT三元系压电陶瓷)制备的复合材料性能较佳

2、，压电应变常数d33为360pC／N，介电常数为428．88，但是其各向异性K／K为1．735，需要进一步提高。为了改善其各向异性，本文选取PMN．PT作为压电相进行改性研究。采用二次合成法制备PMN．PT复合钙钛矿结构压电陶瓷。二次合成法抑制了焦绿石相的生成，同时降低了钙钛矿相的合成温度，最大限度地降低了PbO的挥发。测试表明：所制得的组分为0．67PMN．0．33PT陶瓷的密度达到7．959／cm3，压电常数d33达到450pC／N。对该系统PMN．PT的掺杂改性研究表明：口+掺杂2m01％进行A位取代时大幅度提高了PMN．PT陶瓷的压电常数、介电常数和各向异性，小幅

3、度降低了介电损耗和机械品质因子。用SI，和Mn乜位取代都能够提高各向异性和机械品质因数，降低介电损耗和压电常数，但Sn“掺杂提高了PMN．PT陶瓷的介电常数，Mn4+掺杂却使介电常数下降。采用掺杂了2m01％La3+的PMN．PT制备1—3型压电复合材料，复合材料的r,,／iq,明显提高，达到2．45，厚度谐振模式无干扰。压电应变常数d33达到400pC／N，介电常数达到601，是很好的传感器材料。关键词：压电复合材料；压电相；PMN．PT；二次合成法；掺杂改性江苏大学硕士学位论文ABSTRACTPiezoelectriccompositesareusedwidelyin

4、manyfields，suchassensor、brake、transducer,etc．1-3piezoelectriccompositesarethemostimportantmaterialsinthefieldofpiezoelectriccomposites．Ourteamhasresearchedontheprocessoffabricating1-3piezoelectriccompositesandpiezoelectricfibersbyextrudingpowderands01．Influenceofdifferentpiezoelectricphas

5、esoncompositesaremainlystudiedinthispaper,thuspreparingandModifyingpiezoelectricpowders，andstudyonpropertiesofthecompositespreparedbymodifiedpiezoelectricpowders．Variationofpropertiesincompositesaresimilartopiezoelectricfibers，thuspropertiesofcompositescouldbemodifiedbymodifyingpiezoelect

6、ricpowders．ThecompositespreparedbyPZT5H(ternarysystempiezoelectricceramicPMN-PZT)arebetterthanotherthreekinds，Piezoelectricstrainconstantd33Was360pC／N，piezoelectricvoltageconstantWas428．88，butitsanisotropicpropertyKt／KWaS1．735，whichneedtoimproved．Toimproveitsanisotropicproperty,thispaperc

7、hoosePMN—PTaspiezoelectricphasestomodification．PMN-PTceramicswithcompelxperovskitestructurearepreparedbysecondarysynthesis．Theformationofpyrochlorephaseisinhibitedbysecondarysynthesis，meanwhilethesynthesistemperatureofperovskitephaseisdecreased，reducingthevolatiliza