本文關鍵詞：模板生長法制備PMN-PT織構陶瓷

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【摘要】：弛豫鐵電單晶xPb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-(1-x)PbTiO_3在(001)方向上具有優(yōu)異的壓電性和介電性,但是由于鐵電單晶受到制備周期長、尺寸小、電學性能不穩(wěn)定、成分不均勻等因素的影響使其難以得到廣泛的應用。本論文通過運用模板生長技術,以片狀SrTiO_3顆粒為模板,通過流延工藝、冷等靜壓、燒結等制備具有良好取向度的PMN-PT陶瓷。本論文以碳酸鍶(SrCO_3)、二氧化鈦(TiO_2)為原料,以NaCl、KCl為熔鹽通過兩步反應,第一步:將SrCO_3、TiO_2按照3.1:2的比例混合以NaCl為熔鹽制備片狀Sr_3Ti_2O_7粉體顆粒,得到合成片狀粉體顆粒的最佳條件,以NaCl為熔鹽的條件下1200℃保溫4h,升溫速率為1℃/min、降溫速率為0.5℃/min,最終得到的粉體顆粒粒徑在40-60μm之間,表面平面性能良好;第二步:以Sr_3Ti_2O_7與TiO_2按照1:1.1比例混合,以KCl為熔鹽制備片狀SrTiO_3粉體。得到的最佳合成條件為以KCl熔鹽,在1200℃保溫4h,升、降溫速率為5℃/min,得到片狀形貌良好的SrTiO_3粉體顆粒,顆粒粒徑40μm的SrTiO_3粉體。PMN-PT粉體制備以醋酸鉛、鈦酸丁酯、氧化鎂、五氧化二鈮為原料,以乙二醇為溶劑,以檸檬酸為螯合劑,通過溶膠凝膠兩步法:1.氧化鎂、五氧化二鈮為原料、乙二醇為溶劑,在120℃加熱攪拌制備出溶膠在1050℃灼燒4-6h,制備出MgNb_2O_6粉體;2.以MgNb_2O_6粉體為原料與醋酸鉛、鈦酸丁酯反應制備PMN-PT。得到純凈的0.67PMN-0.33PT粉體,并且粉體顆粒形貌良好、規(guī)整達到納米級。通過流延、燒結的方式得到良好取向度的PMN-PT織構陶瓷,壓電系數(shù)d33為470PC/N。
【關鍵詞】：PMN-PT 片狀SrTiO_3模板 流延成型 織構
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 引言8
• 1.2 壓電陶瓷材料8-13
• 1.2.1 壓電陶瓷的發(fā)展史8
• 1.2.2 壓電現(xiàn)象產(chǎn)生機理8-12
• 1.2.3 壓電陶瓷的應用12-13
• 1.3 Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3（PMN）系陶瓷的性能13-20
• 1.3.1 PMN的結構與性能13-14
• 1.3.2 PMN-PT的研究熱點14-18
• 1.3.3 PMN-PT粉體的制備方法18-20
• 1.4 本實驗研究目的和意義20-22
• 1.4.1 研究意義20-21
• 1.4.2 研究內容21-22
• 第二章 實驗方案與測試22-26
• 2.1 原料與設備22-23
• 2.2 研究方案23-24
• 2.2.1 實驗方案23
• 2.2.2 實驗流程圖23-24
• 2.3 性能測試24-26
• 2.3.1 相組成24-25
• 2.3.2 顯微結構25
• 2.3.3 壓電常數(shù)25-26
• 第三章 SrTiO_3片狀模板的制備26-37
• 3.1 Sr_3Ti_2O_7模板的制備26-34
• 3.1.1 Sr_3Ti_2O_7最佳合成溫度27-28
• 3.1.2 熔鹽種類對Sr_3Ti_2O_7形貌的影響28-29
• 3.1.3 片狀形貌形成研究29-30
• 3.1.4 保溫時間對Sr_3Ti_2O_7形貌的的影響30-32
• 3.1.5 升降溫度率對Sr_3Ti_2O_7表面形貌的影響32-34
• 3.2 片狀SrTiO_3的合成34-36
• 3.2.1 片狀Sr_3Ti_2O_7合成SrTiO_334-35
• 3.2.2 不同升降溫速率SrTiO_3片狀形貌影響35-36
• 3.3 本章小結36-37
• 第四章 PMN-PT粉體制備37-42
• 4.1 PMN-PT粉體制備37-41
• 4.1.1 不同摩爾(mol)百分比Mg和Nb過量的MgNb_2O_6粉體37-38
• 4.1.2 不同mol百分比Nb過量的MgNb-2O_6粉體38-39
• 4.1.3 不同燒結溫度對PMN-PT粉體的影響39
• 4.1.4 不同保溫時間對PMN-PT粉體的影響39-40
• 4.1.5 Pb過量對PMN-PT粉體的影響40-41
• 4.2 本章小結41-42
• 第五章 PMN-PT織構陶瓷制備42-49
• 5.1 流延成型研究42-43
• 5.2 PMN-PT陶瓷的燒結和表征43-48
• 5.2.1 薄膜的熱分析曲線測試43-44
• 5.2.2 燒結溫度對PMN-PT陶瓷燒結影響44-45
• 5.2.3 保溫時間對PMN-PT陶瓷影響45-46
• 5.2.4 PMN-PT陶瓷表征46-47
• 5.2.5 織構度計算47-48
• 5.3 本章小結48-49
• 第六章 結論與展望49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-53

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本文編號：1012736