PSMS-PNW-PZT壓電陶瓷及其低溫?zé)Y(jié)研究.pdf

1、為得到在較低的燒結(jié)溫度下具有高介電系數(shù)，高機(jī)電耦合系數(shù)Kp，較高的壓電常數(shù)d33和機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm，及較低的介電損耗tanδ的壓電陶瓷材料，以應(yīng)用于大功率壓電陶瓷變壓器，本文從陶瓷的制備工藝、材料的組分設(shè)計(jì)以及低溫?zé)Y(jié)三個(gè)方面對(duì)PSMS－PNW－PZT壓電陶瓷材料進(jìn)行了研究。
　　 研究了Zr/Ti、合成溫度以及燒結(jié)溫度的變化對(duì)四元系壓電陶瓷材料Pb0.95Sr0.05[(Mn1/3Sb2/3)0.06(Ni2/3W1/3)0.

2、02(ZrxTi1-x)0.92]O3的相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)電性能的影響。結(jié)果表明，Zr/Ti=50/50，合成溫度為900℃，燒結(jié)溫度為1175℃時(shí)壓電陶瓷材料性能最佳。此時(shí)，εT33/ε0=2477，d33=359pc/N，Kp=0.57，tanδ=0.8％。
　　 為進(jìn)一步提高材料的綜合性能，研究了Ni/W比和燒結(jié)溫度對(duì)四元系壓電陶瓷材料PSMS-PNW-PZT的相結(jié)構(gòu)、顯微組織形貌和機(jī)電性能的影響。結(jié)果表明，Ni/W=1

3、/2時(shí)壓電陶瓷材料的綜合性能最優(yōu)，此配方下的時(shí)壓電陶瓷材料在燒結(jié)溫度為1150℃時(shí)可取得最佳性能：εT33/ε0=1898，d33=316pc/N，tanδ=0.4％，Qm=2688，Kp=0.54。
　　 為了降低燒結(jié)溫度，減少PbO的高溫?fù)]發(fā)，預(yù)制了LiBiO2粉體作為燒結(jié)助劑加入到Pb0.95Sr0.05[(Mn1/3Sb2/3)006(Ni1/3W2/3)0.02(Zr0.50Ti0.50)0.92]O3主晶相中。研究發(fā)

4、現(xiàn)，當(dāng)燒結(jié)溫度為1050℃時(shí)，摻雜0.3wt.％LiBiO2的壓電陶瓷材料性能最佳，此時(shí)εT33/ε0=1447，d33=201pc/N，tanδ=0.5％，Qm=1102，Kp=0.41。
　　 為了改善加入LiBiO2引起的性能惡化，使壓電陶瓷在降低燒結(jié)溫度的同時(shí)能夠保證其各項(xiàng)優(yōu)異性能，在摻雜0.3wt.％LiBiO2的基礎(chǔ)上加入了CuO。結(jié)果表明，加入CuO可大大改善LiBiO2的加入所導(dǎo)致的壓電陶瓷材料性能的惡化，達(dá)到了