二元系大功率壓電陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、功率型壓電陶瓷的應(yīng)用日益廣泛，如近年來迅速興起的壓電馬達(dá)、壓電驅(qū)動器、壓電變壓器、換能器等。作為大功率用壓電陶瓷材料一般要求具有盡可能大的機(jī)電耦合系數(shù)(Kp≥0．5)和壓電常數(shù)(d<,33>≥350pC/N)，高的機(jī)械強(qiáng)度、高的機(jī)械品質(zhì)因子(Q≥500)、較小的介質(zhì)損耗(tan δ≤0.5﹪)和高功率密度。在此基礎(chǔ)上同時也要兼顧時間和溫度穩(wěn)定性。本文以固態(tài)氧化物為原料，用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法合成了Sr、Ce和Nb摻雜鋯鈦酸鉛(系列A、系列B

2、和系列C)二元系壓電陶瓷，研究了組成和制備工藝對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響；對燒結(jié)后的樣品進(jìn)行了極化處理，從理論上闡述了各種摻雜改性的PZI陶瓷極化后材料的疇的變化原因，并從本質(zhì)上分析了極化工藝對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，為進(jìn)一步對基礎(chǔ)系統(tǒng)的摻雜改性研究提供了理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Zr/Ti為54/46B寸，適量添加改性，在合成溫度為900℃，燒成溫度為1260℃條件下，可以得到綜合性能優(yōu)良的壓電材料；對系列A，ε<,33><'T>/ε<,0

3、>=1388，d<,33>=312pC/N，Kp=0.56，Qm=805，tanδ=0.35﹪，Tc=351℃。對于系列B當(dāng)CeO<,2>摻雜量為0.3wt﹪綜合性能最好：ε<,33><'T>/ε<,0>=1620，d<,33>=346pC/N，Kp=0.57，Qm=1000，tanδ=0.32﹪，Tc=378℃。對于系列C當(dāng)Nb<,2>O<,5>摻雜量為0.05wt﹪綜合性能最好ε<,33><'T>/ε<,0>=1810，d<,33>