PZT-PMN系压电陶瓷的改性研究

《PZT-PMN系压电陶瓷的改性研究》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、中文摘要本文利用先驱体工艺，在780℃下合成了单相的PZTMN粉料。并对PZTMN基三元系压电陶瓷的改性进行了详细的研究。采用XRD、SEM以及宏观物理性能测试等方法，对陶瓷材料的微观结构及力学性能、电学性能进行了分析讨论。为提高PZTbIN系压电陶瓷的力学性能，我们通过双先驱体法制备了(Pb。．。sSr。．。。)[(Zr。．。Ti¨)。．。(Mg。／3Nb。／。)0．2]。．明№o．0203埘+aZrO。复合材料，即在基体中添加第二相氧化物。SEM分析表明，掺入改性氧化物后，瓷体的穿晶断裂情况明显增多。混入的氧化物含量在O～2mol％的范围内时，材料的力学性能随氧化物含量的增加而增加，第二

2、相氧化物含量a=O．02时PSZTMN复合材料的力学性能达到最佳值，断裂韧性K。。由a=O时的0．83MPam∥2增至a=O．02时的0．98MPamV2。抗弯强度。由a=O时的78MPa增至a=O．02时的99MPa。当继续增加第二相氧化物掺入量时，材料的力学性能开始下降：通过对材料的电学测试表明，在第二相氧化物含量a=O．02时其电学性能也比基体有所提高。为进一步提高PZTMN基压电陶瓷的电学性能，对基体进行了掺杂改性，Fe3+离子按如下表达式进行掺杂：Pb((Zro．sTio．5)o．8(Mgl／廿m2／3)o．2)(1、)Fe。0(3-0．5c)+0．02Zr02。研究了Fe。0。含

3、量对PZT—PMN复合陶瓷的结构、烧结特性及电性能的影响，探讨了Fe3+离子在PZT-PMN系统中的掺杂机理。研究表明，少量的少量Fe掺杂有助于陶瓷的致密化；该体系材料的最佳极化条件为：极化电压3KV／mm；极化温度120℃；极化时间30分钟。在1260℃的烧结温度下，Fe。0。掺入量c=O．02时，该复合材料介电性能最为优越，压电性能也有所提高，继续增加Fe。0。掺入量，材料的电学性能迅速下降。通过Fe。0。掺杂改性，得到了最优性能为：￡，=2215，tan6=0．016，Tc=310℃，d33=520pC／N，Kp=0．61的压电陶瓷。关键词：压电陶瓷PZTMN力学性能Fe。0。掺杂AB

4、STRACTTheprecursormethodisadoptedtosynthesissinglephasePZTMNat780℃．andthemodificationforPZTMNternarysystemwereinvestigated．Themicrostructurefeatures，MechanicalpropertiesandelectricalpropertiesoftheceramicswerestudiedbyusingmethodssuchasXRD，SEMandmacroscopicaltesting．InordertoenhancetheMechanicalpro

5、pertiesofPZTMNsystempiezoceramics，secondphaseoxidewasintroducedand(Pb095Sr0．os)[(Zro．5Tio．5)0．s(Mgv3Nb2／3)o．2]o．98Nbo．0203．Oi+aZr02compositeswerepreparedbydouble-precursormethod．SEMindicatedthatthefractureoftheceramicsexhibitsmoretransgranularpattemsaftertheenhancementoxideisadded．Whenthedopingamou

6、ntofoxideare0～2mol％，theceramics’mechanicalpropertiesincreasedwithincreasingamountofsecondphaseoxide．thefracturetoughnessKICwasenhancedfrom0．83MPaml陀to0．98MPamI／2,andOwasenhancedfrom60MPato76MPa．Whenthedopingamountofoxidearemorethan2mol％．themechanicalpropertiesweaken．electricalpropertieswerebetterth

7、anthematrixwhenthedopingamountofoxidewere2mol％．InordertoimprovetheelectricalpropertiesofPZTMNsysteminafurther,Fe203modificationwerecarriedoutinthissysterms．Fe203wasmixedinstoichiometricproportiontoobtainPb(