摻雜改性對(duì)BCZT基無鉛壓電陶瓷結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能的影響.pdf

1、壓電陶瓷因其特有的機(jī)械能-電能相互轉(zhuǎn)化性能，在材料領(lǐng)域占有及其重要的地位。BCZT基無鉛壓電陶瓷因具有高的壓電性能，成為有望替代含鉛壓電陶瓷的新型壓電陶瓷材料。但BCZT基無鉛壓電陶瓷的居里溫度低、燒結(jié)溫度高等問題仍然沒有得到很大的改進(jìn)。本文采用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備BCZT基無鉛壓電陶瓷，分別研究了燒結(jié)溫度、La2O3、SnO2、Sm2O3摻雜對(duì)BCZT基無鉛壓電陶瓷的相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)以及電性能的影響。并進(jìn)一步探討了SnO2、Sm2O3摻

2、雜對(duì) BCZT無鉛壓電陶瓷的鐵電性能的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.研究了燒結(jié)溫度對(duì)0.996 Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3-0.004BiYO3陶瓷相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燒結(jié)溫度為1420℃時(shí)，陶瓷具有致密的顯微結(jié)構(gòu)，其電學(xué)性能：d33=130 pC/N，kp=18.2％，εr=4225，tanδ=1.95%。
　　2.研究了La2O3摻雜對(duì)Ba0.85Ca0.15Zr0.

3、1Ti0.9O3-0.8wt.%SiO2陶瓷相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)La2O3摻雜量為0.4 wt.%時(shí)，陶瓷樣品的晶粒均勻，氣孔率少，具有致密的晶粒結(jié)構(gòu)。且在此時(shí)陶瓷具有最優(yōu)的電學(xué)性能：d33=153 pC/N，εr=4487，tanδ=2.44%。
　　3.研究了SnO2摻雜對(duì)Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3-0.2wt.%CuO2陶瓷相結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能以及介電弛豫行為的影響。結(jié)果表明，當(dāng)

4、SnO2摻雜量為0.3 wt.%時(shí)，陶瓷具有最優(yōu)的電學(xué)性能：d33=286 pC/N，kp=36.01%，εr=3118，tanδ=1.64%。對(duì)陶瓷樣品的介電性能研究結(jié)果表明，SnO2的摻雜使BCZT-Cu-x Sn陶瓷的居里溫度由86.1℃降低到67.4℃，且摻雜SnO2后的陶瓷其彌散系數(shù)γ=1.841，表現(xiàn)為典型的彌散相變特征與介電弛豫行為。
　　4.研究了Sm2O3摻雜對(duì)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.89

5、3Mn0.005Y0.002)O3無鉛壓電陶瓷顯微結(jié)構(gòu)、壓電性能、介電性能、擴(kuò)散相變與介電弛豫行為的影響。結(jié)果表明，當(dāng) x=0.3 wt.%時(shí)，陶瓷具有最佳的綜合性能，即d33=171 pC/N，kp=20.45%，εr=5451，tanδ=2.03%。此外，對(duì)BCZTMY- x Sm陶瓷樣品的介電性能研究結(jié)果表明，Sm2O3摻雜使BCZTMY- xSm陶瓷的居里溫度降低，且摻雜Sm2O3后的陶瓷，由于摻雜異性元素引起B(yǎng)CZT晶格的內(nèi)部