發(fā)布時間：2017-10-09 14:32

  本文關(guān)鍵詞：BCTZ無鉛壓電陶瓷的制備與性能研究

  更多相關(guān)文章： BCZT 無鉛壓電陶瓷 鐵電性能 介電性能 壓電性能 燒結(jié)溫度

【摘要】：鈦酸鋇(BT)壓電陶瓷材料是一種性能優(yōu)異的壓電鐵電材料,近幾十年來在光、聲、電子學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展迅速已廣泛的應(yīng)用。但是,鈦酸鋇陶瓷一直具有溫度穩(wěn)定性差、居里溫度低(約120℃)等缺點,這限制了其在室溫下應(yīng)用。BCZT鋯鈦酸鋇鈣是二種新型二元系鈦酸鋇基陶瓷材料,在準(zhǔn)同型相界(簡稱MPB)附近具有很高的壓電性能,該體系材料壓電常數(shù)d33可以達(dá)到600 pC/N,甚至可與鉛基陶瓷材料相媲美。但是,由于該體系材料仍存在一系列不盡如人意的缺點,很大程度上限制了其更大范圍內(nèi)的應(yīng)用。本文采用固相法制備了一系列BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣無鉛壓電陶瓷,通過分析與對比不同組分BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷性能,可以找出不同組分BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷中鐵電、介電以及壓電性能最優(yōu)異的組分。另外,對最優(yōu)組分的陶瓷而言,首先,可以研究在不同燒結(jié)溫度下其最優(yōu)組分陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、形貌以及電學(xué)性能與燒結(jié)溫度的關(guān)系；其次,可以研究在最佳燒結(jié)溫度下電場、頻率以及溫度對最優(yōu)組分陶瓷的電滯回線與極化反轉(zhuǎn)電流的影響,分析最優(yōu)組分陶瓷的極化反轉(zhuǎn)過程。不同組分BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷的XRD等測試結(jié)果顯示,在1400～1500℃的燒結(jié)溫度下制備的各組分鋯鈦酸鋇鈣陶瓷都具有典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),這一結(jié)果表明Ca和Zr擴(kuò)散到鈦酸鋇的晶格中形成了固溶體。BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷在室溫下出現(xiàn)了正交相與四方相的共存。不同組分BZT-BCT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷的電學(xué)性能測試表明,8號樣品的壓電性能最佳,這是由于該體系最接近三重型相界,所以其電學(xué)性能最優(yōu)異,這也進(jìn)一步驗證了準(zhǔn)同型相界理論。其最大壓電系數(shù)d33值達(dá)到384.4pC/N。上述研究結(jié)果表明,不同組分的BCZT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷在不問燒結(jié)溫度下(1400～1500℃)都具有典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),不同燒結(jié)溫度下的BCZT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷存在菱方相和四方相的共存狀態(tài)；當(dāng)燒結(jié)溫度為1450℃時,8號組分的BCZT鋯鈦酸鋇鈣陶瓷具有最優(yōu)良的電學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：BCZT 無鉛壓電陶瓷 鐵電性能 介電性能 壓電性能 燒結(jié)溫度
【學(xué)位授予單位】：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM282
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-28
• 1.1 引言8-9
• 1.2 壓電材料概述9-16
• 1.2.1 壓電效應(yīng)9
• 1.2.2 鐵電體9-10
• 1.2.3 電介質(zhì)10-11
• 1.2.4 壓電陶瓷晶體結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.5 壓電陶瓷的應(yīng)用13
• 1.2.6 壓電陶瓷的性能參數(shù)13-15
• 1.2.7 壓電材料的制備方法15-16
• 1.3 無鉛壓電陶瓷研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 鎢青銅結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷16-17
• 1.3.2 鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷17
• 1.3.3 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷17-18
• 1.4 鈦酸鋇(BT)基無鉛壓電陶瓷材料的研究進(jìn)展18-21
• 1.5 BZT基無鉛壓電陶瓷材料21
• 1.6 BCT-BZT基無鉛壓電陶瓷材料21-23
• 1.7 提高壓電陶瓷性能的理論與技術(shù)23-26
• 1.7.1 壓電陶瓷的離子位移理論與疇壁運(yùn)動模型23-24
• 1.7.2 準(zhǔn)同型相界與多形態(tài)相變理論24-25
• 1.7.3 壓電陶瓷“軟”、“硬”摻雜技術(shù)25
• 1.7.4 壓電陶瓷低溫?zé)Y(jié)技術(shù)25-26
• 1.8 課題提出及研究內(nèi)容26-28
• 1.8.1 課題提出26
• 1.8.2 研究內(nèi)容26-28
• 2 實驗部分28-33
• 2.1 實驗原料及其性質(zhì)28-29
• 2.1.1 實驗主要原料28
• 2.1.2 原料的性質(zhì)28-29
• 2.2 實驗工藝流程29-31
• 2.3 實驗儀器與設(shè)備31-32
• 2.4 性能表征32-33
• 3 BZT-BCT無鉛壓電陶瓷的性能研究33-47
• 3.1 BZT-BCT無鉛壓電陶瓷的性能研究33-46
• 3.1.1 壓電性能33-34
• 3.1.2 機(jī)電耦合性能34-35
• 3.1.3 鐵電性能35-46
• 3.2 本章小結(jié)46-47
• 4 BZT-BCT-xMnO_2無鉛壓電陶瓷的性能研究47-52
• 4.1 壓電性能47-48
• 4.2 機(jī)電耦合性能48-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 結(jié)論與展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-56

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