温度稳定型弛豫铁电陶瓷制备及介电性能的研究

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1、摘要采用半化学法或水热前驱体法制备了纯钙钛矿结构的PMW-PT、PNW-PT和PMW-PNN-PT基弛豫铁电陶瓷粉体，探讨了钙钛矿相陶瓷粉体的形成机理，系统研究了各种影响因素对粉体或陶瓷的相组成、显微结构和介电性能的影响。在半化学法制备PMW-PT基陶瓷中，以Mg(Ac)2溶液代替MgO，提高了MgO和PbO的反应活性和分散性，降低了钨酸铅Pbw04和Pb2W05的形成温度，从而降低了钙钛矿相PMW-PT的形成温度。该陶瓷的最佳制备工艺为850。C预烧2h，1050℃烧结2h。掺锰能有效降低陶瓷的介电损耗，其适宜的掺锰量为

2、0．25m01％。用水热前驱体法制备PMW-PT陶瓷时，水热反应过程中形成了Pb2TiW07相，Pb2TiW07在低温下与MgO、PbO和PbTi03反应形成钙钛矿相PMW-PT，该陶瓷的最佳制备工艺为：800℃预烧lh，1000"(2烧结2h，制备的0．5PMW-0．5PT陶瓷的居里温度为55℃，介电常数高达12067。半化学法制备PNW-PT陶瓷的最佳工艺为：预烧条件800"C／2h，烧结条件950"C／2h。随着PT含量的递增，居里温度逐渐升高，介电常数峰值逐渐上升。少量掺锰可以促进陶瓷的烧结，提高其介电常数，降低其

3、介电损耗，使陶瓷的居里温度向低温方向移动，最合适的掺锰量为0．3m01％。在半化学法制备PMW-PNN—PT基陶瓷中，以Mg(Ac：h和Ni(Ac)2溶液代替MgO和NiO，提高MgO、NiO和PbO的反应活性，在反应过程中生成了不稳定的活性中间体PbW04和焦绿石相Pb3Nb208，从而有效促进了钙钛矿相PMW-PNN—PT的生成。过量W03能够改善陶瓷的温度稳定性，同时会降低样品的介电常数。适量掺锰可以降低PMW-PNN-PT陶瓷的介电损耗，改善其介电性能。半化学法制各的X7R型PMW-PNN．PT陶瓷的最佳组成为0．

4、29PMW-0．41PNN-O．30PT+5m01％W03+0．25m01％Mn02，最佳制备工艺为：预烧条件850"C／2h，烧结条件1150"C／2h，所得陶瓷的室温介电常数可高达5400，介电损耗小于O．025，性能稳定。关键词：半化学法；水热前驱体法；弛豫铁电陶瓷；温度稳定性；X7R型YAbstractPMW-PT,PNW-PTandPMW-PNN-PTceramicswithpureperovskitestructurewerepreparedbytheSemichemiealMethod(SCM)ortheHy

5、drothemal—DerivedPrecursorMethod(HDPM)．TheformationmechanismofperovskitePMW-PTandPMW-PNN．PTpowderswerediscussed．Theeffectsoftechnologicalparameters，excessofsomereactantsandadditivesonthephasestructure，micro-structureanddielectricpropertiesoftheseceramicswereinvest

6、igatedsystematically．InthepreparationofPMW-PTbasedceramicsbySCM，theMg(Ac)2solutioninsteadofMgOimprovedthereactivityanddistributionofPbOandMgOeffectively,anddecreasedtheformationtemperatureofPbW04andPbzWOs．AndthisresultedtheformationtemperatureoftheperovskitePMW-PT

7、phasedecreasedsignificantly．nebesttechnicalconditionsofPMW-PTbasedceramicsare：calcinedat850℃for2h．andsinteredat1050℃for2h．DopingwithMndecreasedthedielectriclossofPMW-PTceramicsandtheproperMncontentisO．25m01％．WhilethePMW-PTceramicspreparedbyHDPM，thephaseofPb2TiW07w

8、asformedduringtheprocessofhydrothermalreaction．AndPb2TiW07reactedwithMgO，PbOandPbTiOstoformperovskitephasePMW-PTatlowtemperature．Thisdecreasedthecalcini