PMS-PNW-PZT體系壓電陶瓷機電性能及穩(wěn)定性研究.pdf

1、本實驗Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)0.05(Ni2/3W1/3)x(Zr0.495Ti0.505)0.95-xO3(PMS-PNW-PZT)四元系壓電陶瓷材料是由傳統(tǒng)固相法制備的，通過X射線衍射(XRD)對合成后材料的晶相進行了分析，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了樣品表面的顯微結(jié)構(gòu)，并且討論了組成和燒結(jié)溫度對材料介電、壓電性能及穩(wěn)定性影響。通過研究不同鎳鎢摻雜對PMS-PNW-PZT系統(tǒng)性能的影響發(fā)現(xiàn)：三方相和四方相共存的準同

2、型相界(MPB)是一個很寬的組成范圍；在850℃煅燒，1090℃燒結(jié)保溫2h時，當x=0.01時，得到綜合性能優(yōu)良的壓電材料：相對介電常數(shù)εT33/ε0=1560，介電損耗tanδ=0.5％，壓電常數(shù)d33=360pC/N、d31=160pC/N，機電耦合系數(shù)Kp=66.5％、K31=40.5％，機械品質(zhì)因數(shù)Qm=1900，居里溫度Tc=287℃；隨著NiW含量的增加，四方相向三方相轉(zhuǎn)變，降低了居里溫度且增大了彌散程度。 此外，

3、還研究了不同鎳鎢含量摻雜對PMS-PNW-PZT四元系統(tǒng)機電性能的穩(wěn)定性影響。諧振頻率的溫度系數(shù)由正變?yōu)樨?，在x=0.01時獲得最小值(TKfr=1.01×10-4/℃)，反映了四方相向三方相的轉(zhuǎn)變。此時TCK31=0.030％/℃，TCd31=0.021％/℃相比其他組分數(shù)值也是最小的，說明x=0.01時材料的溫度穩(wěn)定性得到了很大的提高。850℃煅燒、1090℃燒結(jié)且保溫2h的條件下，在經(jīng)時老化過程中，0.05PMS-0.01PNW-

4、0.94PZT體系陶瓷的介電、壓電性能如下變化：相對介電系數(shù)εT33/ε0下降，諧振頻率fr上升；機電耦合系數(shù)Kp下降，機械品質(zhì)因數(shù)Qm上升，并且最終都達到一個穩(wěn)定值。0.05PMS-0.01PNW-0.94PZT體系的AKp=-0.068，Ad31=-0.053，Atanδ=-0.24，這些參數(shù)的老化率的絕對值相比其他組分是最小的，這說明機電性較好的x=0.01的樣品的老化穩(wěn)定性得到很大改善。0.05PMS-0.01PNW-0.94P