BCZT無鉛壓電陶瓷的助熔燒結(jié)和壓電性能研究.pdf

1、鐵電壓電陶瓷是將電能和機械能進行相互轉(zhuǎn)化的功能陶瓷，應用十分廣泛。過去幾十年，以PZT為代表的含鉛壓電陶瓷牢牢占據(jù)著壓電陶瓷市場，雖然其有優(yōu)異的性能，但容易對環(huán)境造成污染，因此研究高性能無鉛壓電陶瓷性能具有重大的意義。x(Ba0.7Ca0.3)TiO3-(1-x)Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(簡稱為xBCT-(1-x)BZT或者BCZT)陶瓷具有優(yōu)異的電學性能和環(huán)保性，但燒結(jié)溫度過高，成本高，經(jīng)濟效益低是限制其廣泛應用的難點。學者們

2、通過多年研究發(fā)現(xiàn)，BCZT無鉛壓電陶瓷在準同型相界附近具有巨壓電系數(shù)，合適的助燒劑能降低BCZT的最佳燒結(jié)溫度，并在一定程度上提高BCZT陶瓷的電學性能。
　　本文利用傳統(tǒng)固相反應法制備了0.48[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]-0.52[Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]陶瓷，探究1350℃-1450℃范圍的燒結(jié)特性和介電、壓電、鐵電性能。結(jié)果表明，1350℃、1370℃、1430℃、1450℃燒結(jié)的樣品均為純的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，

3、無雜相，1390℃燒結(jié)的樣品和1410℃燒結(jié)的樣品有焦綠石相產(chǎn)生。1430℃燒結(jié)的樣品性能最優(yōu):其密度為5.267g/cm3、剩余極化強度為10.24μC/cm2、壓電常數(shù)(d33)為413pC/N、逆壓電常數(shù)為790pm/V。在此基礎上，本文選用LiNbO3和NaCl作為助熔燒結(jié)劑，探索了不同濃度摻雜對0.48[(Ba0.7Ca0.3)TiO3]-0.52[Ba(Zr0.2Ti0.8)O3]陶瓷樣品燒結(jié)特性和電學性能的影響規(guī)律。研究發(fā)

4、現(xiàn)，0.2wt％的LiNbO3助燒劑摻雜，能夠?qū)CZT陶瓷體系的最佳燒結(jié)溫度從1430℃降低到1370℃:此時晶粒生長均勻，密度為5.472g/cm3、壓電系數(shù)(d33)為502pC/N、最大極化強度(Pmax)為16.9μm/cm2、剩余極化強度(Pr)為9.9μm/cm2、矯頑場(Ec)為3.32kV/cm、逆壓電系數(shù)(d33*)為837pm/V。0.4wt％的NaCl助燒劑摻雜，能夠?qū)CZT陶瓷體系的最佳燒結(jié)溫度從1430℃降