鈣鈦礦型Pb基反鐵電陶瓷粉的合成、結(jié)構(gòu)表征及電性能.pdf

1、（分類號(hào):分類號(hào):學(xué)校代碼:學(xué)校代碼:1012810128UDC:學(xué)號(hào):學(xué)號(hào):2012110018220121100182二○一五年四月二○一五年四月碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：材料學(xué)學(xué)科名稱：材料學(xué)論文題目：鈣鈦礦型論文題目：鈣鈦礦型Pb基反鐵電陶瓷粉的合基反鐵電陶瓷粉的合成、結(jié)構(gòu)表征及電性能成、結(jié)構(gòu)表征及電性能英文題目：英文題目：SynthesisStructur

2、eacterizationofPerovskitePbbasedAntiferroelectricCeramicsPowderitsElectricalProperties學(xué)生姓名：姚海云學(xué)生姓名：姚海云導(dǎo)師姓名：胡艷華副教授導(dǎo)師姓名：胡艷華副教授內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文III摘要制備高功率密度、大容量電容器的關(guān)鍵是尋求一種同時(shí)具有能量存儲(chǔ)密度、高儲(chǔ)能效率（即低能量損耗）及快速存放電行為的材料。Pb基反鐵電材料就是這樣的相變材料，其在

3、溫度、電場(chǎng)及應(yīng)力的誘導(dǎo)下可以實(shí)現(xiàn)反鐵電態(tài)（AFE）與順電態(tài)（P）和AFE與鐵電態(tài)（FE）之間的快速轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)出雙電滯回線，從而可以實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)與釋放。論文采用溶膠凝膠技術(shù)合成了成分不同、但均具有純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Pb基反鐵電陶瓷粉，并將陶瓷粉燒結(jié)成陶瓷。借助差熱熱重分析儀（DSCTG），X射線衍射儀(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)、拉曼測(cè)試儀（Ramam）等對(duì)陶瓷粉的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，采用介電性能測(cè)試儀和鐵電性能測(cè)試儀對(duì)陶瓷的電性

4、能進(jìn)行了測(cè)試。探討了鉛過(guò)量、添加劑的種類及含量對(duì)Pb基陶瓷粉的結(jié)構(gòu)及微觀形貌的影響，獲得了合成純相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的最優(yōu)工藝參數(shù)。分析了La3、Ti4、La3和Ti4的混合摻雜對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)Pb基反鐵電陶瓷粉的合成溫度、晶粒尺寸、微觀形貌及電性能的影響。論文采用溶膠凝膠法制備了不同鉛過(guò)量的PZ陶瓷粉。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，制備鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的PZ時(shí)，鉛的最佳過(guò)量值為3%。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的最佳合成工藝為：煅燒溫度為900℃，保溫時(shí)間為2h。但實(shí)驗(yàn)

5、合成的PZ粉體團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。考慮到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ的合成溫度太高、且粉體團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，論文探討了DEA和PEG對(duì)PZ陶瓷粉的相變溫度、晶粒尺寸、顆粒形貌等的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DEA的添加有助于降低單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的合成溫度。在Pb過(guò)量3%的PZ陶瓷粉中添加10%的DEA，保溫2h時(shí)，單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ陶瓷粉的合成溫度從900℃降至580℃。添加10%的PEG，PZ陶瓷粉團(tuán)聚的顆粒分散效果明顯。元素?fù)诫s的結(jié)果表明，添加La3、Ti4后

6、，晶格畸變致使鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的Pb基反鐵電材料的晶粒細(xì)化，合成溫度降低。PLZ陶瓷粉的合成溫度為540℃，晶粒尺寸的理論計(jì)算值為35.47nm。PZT陶瓷粉的合成溫度為600℃，晶粒尺寸的理論計(jì)算值為47.50nm。PLZT陶瓷粉的合成溫度為580℃，晶粒尺寸的理論計(jì)算值為45.43nm。Ramam譜的測(cè)試結(jié)果表明，室溫下，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZ的相結(jié)構(gòu)為反鐵電正交相，PLZ的相結(jié)構(gòu)為反鐵電四方相，PZT的相結(jié)構(gòu)為反鐵電正交相，PLZT的相結(jié)構(gòu)為反