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时间:2019-05-15
《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(
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