本文關鍵詞：組分梯度變化PZ-PT-PZN陶瓷的制備及性能研究

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【摘要】：PbZrO_3-PbTiO_3-Pb(Zn_(1/3)Nb_(1/3))O_3(PZ-PT-PZN)陶瓷是一種經鋅鈮酸鉛(PZN)改性的鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷,具有良好的介電和鐵電性能,在壓電傳感、鐵電制冷、鐵電存儲上具有良好的應用。此外,PZT95/5(Zr:Ti=95:5)陶瓷在高溫鐵電相(FR(HT))和低溫鐵電相(FR(LT))之間的相變處于室溫區(qū)域,相變時具有高的熱釋電系數(shù),在非制冷紅外探測領域具有良好的應用前景。論文采用放電等離子燒結法制備了致密的0.9PbZrO_3-xPbTiO_3-(0.1-x)Pb(Zn_(1/3)Nb2/3)O_3陶瓷(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04和0.05),并利用放電等離子燒結技術低溫快速致密化的燒結特點,在多組分PZ-PT-PZN陶瓷體系中通過改變燒結體的后續(xù)熱處理溫度和熱處理時間,調控陶瓷組分間的擴散,獲得組分梯度變化的多組分陶瓷。結合XRD、SEM以及電學性能評價,研究PZ-PT-PZN陶瓷的微觀結構與性能之間的關系。得出結論如下:(1)放電等離子燒結法可以制備晶粒細小,接近理論密度的PZ-PT-PZN鐵電陶瓷,晶粒平均尺寸低于1mm,陶瓷實際密度達到理論密度的98%以上。(2)在X射線衍射分析中,Ti含量為零的PZ-PT-PZN的衍射峰基本符合PbZrO_3正交晶系的衍射峰,屬于空間群P2cb。隨著陶瓷成分中的Ti含量的增加,陶瓷的晶型向四方相和立方相轉變,而且陶瓷晶粒的形貌變好,介電常數(shù)、飽和極化強度和剩余極化強度增大,Ti含量的增加對成分、組分之間擴散的促進具有重要的作用。(3)熱處理溫度和熱處理時間對于SPS法燒結后調控組分之間的擴散具有重要的作用,研究發(fā)現(xiàn)熱處理溫度1100℃下熱處理1小時,復合陶瓷(AB)(預燒后的組分A與B以1:1的比例混合后燒結)具有較高的介電常數(shù)(er=9281)和較低的介電損耗(tanq=0.0252)。
【關鍵詞】：放電等離子燒結 擴散 介電性能 后處理條件
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 電介質相關的基礎理論11-17
• 1.2.1 電介質概述11-13
• 1.2.2 鐵電的定義以及電滯回線基礎，13-14
• 1.2.3 熱釋電概述14-15
• 1.2.4 熱釋電鐵電陶瓷及熱釋電系數(shù)測量方法15-17
• 1.3 放電等離子燒結（SPS）17-22
• 1.3.1 SPS的發(fā)展歷史17-18
• 1.3.2 SPS系統(tǒng)裝置18
• 1.3.3 SPS燒結原理與技術特點18-20
• 1.3.4 SPS燒結技術的工藝參數(shù)20-22
• 1.3.5 SPS技術的應用22
• 1.4 鋯鈦酸鉛基陶瓷的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5 課題的提出與研究內容24-26
• 第二章 實驗過程及測試手段26-33
• 2.1 實驗原料及主要儀器26-27
• 2.2 實驗制備流程27-30
• 2.2.1 粉料預燒27-28
• 2.2.2 陶瓷制備28-30
• 2.3 測試方法30-33
• 第三章 單組分PZ-PT-PZN陶瓷的放電等離子燒結33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實驗結果與討論34-44
• 3.2.1 SPS燒結特性34-36
• 3.2.2 物相分析36-38
• 3.2.3 微觀結構分析38-40
• 3.2.4 介電性能分析40-42
• 3.2.5 鐵電性能分析42-44
• 3.3 小結44-45
• 第四章 多組分PZ-PT-PZN陶瓷的放電等離子燒結45-61
• 4.1 引言45-46
• 4.2 實驗結果與討論46-60
• 4.2.1 SPS燒結特性46-47
• 4.2.2 物相分析47-48
• 4.2.3 微觀結構分析48-51
• 4.2.4 介電性能分析51-57
• 4.2.5 鐵電性能分析57-59
• 4.2.6 熱釋電性能分析59-60
• 4.3 小結60-61
• 第五章 結論與展望61-63
• 5.1 結論61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻63-66
• 致謝66-67
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與取得的其它研究成果67-68
• 個人簡歷68

【參考文獻】

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本文編號：757197