冲击波合成锆钛酸铅955粉体及其烧结特性的研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要Zr／Ti摩尔比为95／5的锆钛酸铅压电陶瓷EPb(Zr。，Ti。．。。)0。，简称PZT95／5]具有优良的压电、铁电性能，可用于脉冲能源器件中。探索用新方法、新工艺合成高活性PZT95／5粉体一直是积极研究的方向之一。本论文旨在利用冲击波技术合成PZT95／5粉体，探索制各高活性粉体和性能优良压电陶瓷的新途径，并为扩大冲击波技术的应用领域提供数据资料。在确保粉体完全回收的基础上，分析和设计了双套装样管柱面冲击波加载装置：采用Pb。0。，ZrO：和TiO。氧化物混合粉体为原料，Nb：0；为掺杂剂，利用炸药爆轰产生的冲击

2、波作用于粉体原料而合成了PZT95／5粉体。用x射线衍射、红外光谱、扫描电镜、热重一示差扫描量热分析和x光电子能谱等多种测试手段进行表征，研究了冲击波手段对合成粉体的结构和性能的影响，并初步分析了粉体冲击合成和改性的机理。对冲击合成的PZT95／5粉体，通过比较干压成型和等静压成型坯体的成型密度，确定了较优的成型工艺为250MPa等静压成型，保压IOmin。研究了不同烧结温度和保温时问对陶瓷烧结性能的影响，发现该粉体在1200～1250℃范围内即可实现致密化，且烧结保温时间对陶瓷密度的影响不大。同时，为了比较冲击波法和固相法制备粉体的特性和烧结能力，采用传统固

3、相法经正交试验和单因素分析优化工艺条件，制备了PZT95／5压电陶瓷，其较优的制备工艺为合成温度800℃，合成时间2h，烧结温度1280℃，烧结保温时间3h，烧结升温速率10℃／min。论文研究表明冲击波能合成钙钛矿型PZT粉体，同固相法合成粉体相比，其晶体结构发生畸变，粉体活性提高，烧结能力提高。关键词：PZT95／5冲击波固相反应合成烧结西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractBecauseofitsgoodpiezoelectricandferroelectricproperties，thelead—zirconate—titanatece

4、ramicwithZr：Tiratioof95：5(r'ZT95／5)hasbeenwidelyusedinpulsed·powerdevices．ForthesynthesisofPZr95／5powder．newmethodandtechniqueisalwaysapursuitforresearchers．ThispaperisaimedtosynthesizethePZT95／5powderbyshockwave,technique，whichisanevvapproachtopreparehigh—activepowdersofpiezoelectr

5、icceramics，andisanewstudytoextendtheshockwaveapplications．Toensureentirelyrecoveryofshock—compressedpowders，adouble—tubecylindricalshockwave—loadingdevicewasdesigned．Viaimpactingeffectofexplosiveshockwave，PZT95／5powderwassynthesizedfromamixtureofPb304，Zr02andTi02oxides，withNb205asdo

6、pant．TheeffectsofshockwavecompressiononthecrystalstructureandphysicalpropertyofthesynthesizedPZT95／5powderWereanalyzedbyXRD，IR，SEM，TG—DSCandXPSmetbods．Andthemechanismofshocksynthesisandmodificationhadanalyzedpreliminarily．TothePZT95／5powdersynthesizedbyshockwavetechnique，byacomparis

7、onofisostatically—pressedcompactswithcold—pressedcompacts，anoptimiumpressingconditionwasfound，whichwasisostaticalpressat250MPafor10min．Theinfluenceofsinteringtemperatureandsoakingtime0nceramicsinteringbehaviourswasalsoresearched．Itindicatedthattherangeofsinteringtemperaturewas1200～1

8、250"C，andthechangei