文档介绍：天津大学
博士学位论文
PSMS--PNW--PZT压电陶瓷及其低温烧结研究
姓名:赵霞
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:马卫兵
2011-12
摘要关键词:为得到在较低的烧结温度下具有高介电系数,高机电耦合系数,较高的应用于大功率压电陶瓷变压器,本文从陶瓷的制备工艺、/、合成温度以及烧结温度的变化对四元系压电陶瓷材料性能的影响。结果表明,/铣晌露任℃,烧结温度为。为进一步提高材料的综合性能,研究了/群蜕战嵛露榷运脑O笛沟缣/时压电陶瓷材料的综合性能最优,此配方下的时压电陶瓷材料在烧结温度为为了降低烧结温度,减少母呶禄臃ⅲぶ屏薒厶遄魑I战嶂骶嘀小Q芯发现,当烧结温度为时,掺杂.%的压电陶瓷材料性能最佳,为了改善加入引起的性能恶化,使压电陶瓷在降低烧结温度的同时能够保证其各项优异性能,在掺杂.%的基础上加入了=。和机械品质因数,及较低的介电损耗的压电陶瓷材料,以../.南嘟峁埂⑽⒐劢峁购突压电陶瓷材料性能最佳。此时,￡阰琩/琄瑃%。、显微组织形貌和机电性能的影响。结果表明,媸笨扇〉米罴研阅埽骸琄剂加入到/此时￡/￡,疦,.ィ琎预期标。在。律战帷掺加量为.%时,压电陶瓷材料的综合性能最好。此时,￡/￡,疦,.ィ琎,.。/￡,疦,.ィ琄
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第一章绪论引言随后居里兄弟用实验予以证型¨。年,居里兄弟在研究热电现象和晶体对称性时,发现在沿各向异性晶体电轴方向施加应力,就会在垂直于电轴方向的电极面上与之成比例地出现大小相等、符号相反的电荷,即正压电效应。年,甃根据热力学原理,借助能量守恒和电量守恒定律,预见到了逆压电效应的存在,压电效应发现后,早期人们主要着重研究晶体的物理现象,由于应用上没有受到重视,因而发展缓慢。到年为止,发现的铁电体仅有罗息盐类以及磷酸二氢钾盐类两种。罗息盐是一种常温下具有压电性的独特晶体,但它由于含有结晶水而易溶于水,难以得到广泛应用。磷酸钾系统不含结晶水,但只有在极低的温度℃以下虏啪哂醒沟缧裕蚨涔こ淌褂眉壑挡淮蟆K氖甏笃冢人们发现了不溶于水且耐热的钛酸钡是一种铁电体撕蠖云湔箍A大量研究,促进了压电陶瓷材料的发展。白此,压电材料由压电单晶材料的单一范畴扩展为压电单晶材料和压电陶瓷材料两大类。对于陶瓷压电性的发现和理解,经历了三个基本阶段:第一个阶段是发现高介电常数;第二个阶段是认识到高介电常数起因于铁电性;第三个阶段是发现极化过程。在对极化过的陶瓷的压电效应作了系统的研究后,年,提出了的第一套压电系数数值【。年,为了进一步改善陶瓷谐振频率的温度稳定性,⒔榈缧阅以及稳定性都有了不少的改善,从而扩大了压电陶瓷的应用范围,使压电陶瓷不仅可用于一般的滤波器和换能器,而且还可用于变压器、引燃引爆装置和超声延迟线,促进了新型压电材料和器件的研究。经过科研工作者对母男匝芯浚沾傻男阅懿欢咸岣撸鸾ソ獴沟缣沾扇〈季萘擞攀频匚弧随着科技的进步和发展,实际应用中对压电材料越来越高的要求使得二元系的沾梢迅簧闲枨螅佣俳丝蒲泄ぷ髡叨孕滦脱沟绮牧系难芯俊T幕∩希毡狙芯空卟粼尤氲谌樵狿从而得到
,四元系等多元系压电陶瓷以及非钙钛矿型压电陶瓷材料进行了研究‘俊=昀矗孀湃嗣嵌曰肪澄侍獾娜找婀刈ⅲ沟缣沾的无铅化逐渐成为研究者关注的焦点。国内外研究人员对无铅压电陶瓷进行了积极的探索并取得了一定成绩【。但无铅压电材料由于性能等各方面的局限,距离实际应用尚有一段距离,更无法满足军事领域、航空航天等高新技术领域对压电陶瓷材料性能的高要求。近年来,对于压电陶瓷的研究已形成了一定的具有实用价值的配方和阂章线,但为了进一步提高其性能,压电陶瓷研究者们依然对新的配方和工艺路线进压电体具有压电效应,根据耦合机理的不同,可分为正压电效应和逆压电效应。在没有对称中心的晶体上施加压力、张力或切向力时,晶体发生形变,晶体内正负电荷中心相对位移使得电极两端的表面出现与应力成比例的大小相等、符号相反的电荷,这种由“压力”产生“电”的现象称为正压电效应㈦】,如图行了广泛的研究。所示。第一章绪论
》逆疆烤绕!M諭咆赣使黼体产嫩荒而成的多晶体。由于正负电荷中心不重合使得晶粒中产生沿岱较虻淖苑⒓ɑ厣现缧ъ肌!M饬κ购烟宀簧姘反之由“电”产生