pzt压电陶瓷超细粉体制备技术研究及应用进展

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1、PZT压电陶瓷超细粉体制备技术研究及应用进展《陶瓷制备技术》课程论文《陶瓷制备技术》课程论文论文题目PZT压电陶瓷超细粉体制备技术研究及应用进展学院材料科学与工程学院专业班级材工131班学生姓名陈飞翔学号1049721300298授课老师徐晓虹完成H期：2013年11月30日《陶瓷制备技术》课稈论文《陶瓷制备技术》课程论文PZT压电陶瓷超细粉体制备技术研究及应用进展陈飞翔(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉430070)摘要：关键词：PZT：压电陶瓷；超细粉体；制备技术中图分类号:TQ17

2、4文献标识码：A文章编号：1671-4431(2013)xx-xxxx-xxPreparationtechnologyresearchandapplicationprogressofPZTpiezoelectricceramicultrafinepowdersChenFeixiang(Statekeylaboratoryofsilicatematerialsforarchitectures,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract:I

3、nthispapc,themethods,principles,productiontechniquesofpreparationofthepresentPZTpiezoelectricceramicultrafinepowdersarediscussed,andtheadvantagesanddisadvantagesconcerningvariousmethodsareevaluated.1954年，美国NBA研究所的B.Jaffe等人［1］发现PbZrO3-PbTiO3系固溶体(PZT)具有压电

4、性，其准同型相界(MPB)附近呈现异常鬲的介电、压电特性，其居里温度高(380°C)、压电性强、易掺杂改性、稳定性好，应用前景非常广泛。陶瓷工艺的基木特点是以粉体为原料，经成形和烧结形成多晶体，因此作为起始原料的陶瓷粉体其质量好坏直接影响到最终产品的性能。高性能压电陶瓷对粉料的革本耍求是高纯、超细、团聚程度小、组分复杂但要求精确,因而控制粉体纯度、形态、相组成、含量、缺陷比例、性质、粒径及聚合度等己成为当今材料领域的热点之一。高性能的粉体是制备高性能的PZT压电陶瓷(如同时要求高Kp和高Qm)的前提和

5、基础，对粉料制备工艺、技术及相关机理的研究，已成为当今压电陶瓷领域竞相探讨的课题。近10多年来，压电陶瓷超细粉末的制备技术冇了很大发展，主要冇固相法、共沉淀法、水热合成法、溶胶■凝胶法、金属有机物热分解等方法［2］。从烧结的角度來讲，烧成收缩率和粒径、比表面成比例，PZT颗粒越细才能有低的烧结温度和鬲的致密度。烧结后期气孔消失和晶粒的生长与粉体的均匀度也有关系。均匀的表面能形成均匀品粒的生长和气孔的下降，可避免因异常晶粒的生长而危害材料的性质，然而细度并不是粉体的唯一指标，粉体的形貌、粒径分布等与陶瓷

6、器件的性能有直接关系。但是目前对PZT压电陶瓷的研究却大多集中于掺杂改性方面，尤其是国内通过对PZT超细粉体改性來提高PZT压电陶瓷的性能方面的研究很少见报道，冇关PZT超细粉体制备的方法冇以下儿种［3］。1《陶瓷制备技术》课程论文1固相法(传统法，制陶法)固相法是口前国内制备PZT压电陶瓷粉体普遍采川的方法，具工艺是多种氧化物粉料经混合、锻烧來合成PZT,然后经过机械粉磨获得PZT粉体。这种传统的固相法存在如下缺点：①原料各组难以混合均匀；②整个反应以固态形式发生，首先在组份Z间的接触点处发生物相边

7、界反应，然后组成物扩散进产物后再进行反应，随着反应的进行，扩散途径变得越來越长，反应速度变得越來越慢，没有办法控制反应进程，只能通过试探來决定适当的反应条件使反应完成，由于这种困难，人们常常在结束反应后得到的是反应物和产物的混合物,从这样的混合物屮分离出所需要的产物是困难的;③经预烧示的配合料在机械粉粹过程屮易带入球磨介质的污染；④物料活性较差，烧结温度较高(1200°C)左右，易造成PZT失铅，使化学组成难以精确控制［3］。针対其缺点，众多材料研究者对其工艺进行改进而形成了新的合成方法，主要有微波辐

8、射法、机械化学法和反应烧结法。1」微波辐射法自1986年Gcdyc［4］首次把微波技术用于冇机合成以来，此种技术在冇机及无机材料的合成方面都被得以广泛应用。微波加热是利用高频交变电场引起材料内部的白由束缚电荷(如偶极子、离子和电子等)的反复极化和剧烈运动使分子间产生碰撞、摩擦和内耗，将微波转变为热能，从而产生高温。微波加热的特点为：微波能直接穿透样品，里外同时加热，不需传热过程，瞬时可达一定温度；无热惯性。通过调节微波输出功率，可使样品的加热悄况无悄性改