BiScO3基陶瓷制備及性能研究.pdf

1、壓電陶瓷材料的壓電效應(yīng)被廣泛的運用到功能轉(zhuǎn)換的器件中，國內(nèi)外研究較多的PbZrO3-PbTiO3(PZT)陶瓷具有較好的壓電和介電性能，在實用化過程中具有重要的地位，很多的研究是通過對其摻雜取代改善性能以滿足不同領(lǐng)域的需求，尤其是能夠在極端條件下使用的高溫壓電陶瓷材料備受關(guān)注。
　　對于二元PbHfO3-PbTiO3(PH-PT)體系陶瓷，由于Hf4+離子半徑和Zr4+離子半徑大小非常接近，其電學(xué)性能也與PZT陶瓷類似；另外，與P

2、ZT為基的陶瓷體系相比，弛豫型鐵電體Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)具有更大的介電常數(shù)，在-15℃附近具有更寬的相變區(qū)域，并且以PMN為基的二元體系在準(zhǔn)同型相界附近表現(xiàn)出更好的介電和壓電性能，但由于其居里溫度較低，限制了它的使用范圍；二元BiScO3-PbTiO3體系陶瓷在高溫條件下具有良好的壓電性能，由于其具有較高的居里溫度Tc，在準(zhǔn)同型相界附近的居里溫度為430℃-445℃，并且導(dǎo)電率較好；對于二元體系BS-PT、PH-P

3、T、PMN-PT的研究已經(jīng)比較成熟，相比于二元體系，三元體系具有更寬的相界，表現(xiàn)出更加優(yōu)越的性能，因此，本實驗選擇將BS加入PH-PT和PMN-PT中合成三元PH-BS-PT和PMN-BS-PT體系陶瓷，通過相圖分析，設(shè)計一系列組分制備陶瓷，選擇合適的預(yù)燒和燒結(jié)溫度，對于三元PMN-BS-PT體系，需要選擇合適的條件制備前驅(qū)體MgNb2O6，通過XRD測試、密度測試、SEM測試制備出高質(zhì)量的陶瓷樣品，分析準(zhǔn)同型相界附近的大致組分。

4、>　　本文對這兩個三元體系的電學(xué)性能進行了系統(tǒng)的研究，通過鐵電性能測試，探究極化強度Pr和矯頑場Ec的變化規(guī)律，確定鐵電性能較好的組分；探究最佳極化條件，分別對各個組分的樣品極化后，測試壓電系數(shù)d33，找出壓電性能最好的組分；測試各個組分樣品的介溫譜和損耗譜，找出居里溫度Tc和三方至四方的相變溫度TR-T的變化規(guī)律；測試各個樣品的機電性能，分別測試不同組分的機電耦合系數(shù)kp和機械品質(zhì)系數(shù)Qm，分析機電性能變化規(guī)律；通過微觀表征和各個電學(xué)