Zn/Li掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的研究
发布时间：2021-08-03 02:19
采用传统固相合成法制备了Zn/Li掺杂的0.83Pb（Zr1/2Ti1/2）O3-0.11Pb（Zn1/3Nb2/3）O3-0.06Pb(Ni1/3Nb2/3)O3（PZT-PZN-PNN）压电陶瓷,研究了不同含量的Zn/Li添加量对陶瓷的相结构、显微组织和电性能的影响。结果表明,随着Zn/Li掺杂量的增加,相结构由三方相向四方相转变;介电常数εr、压电常数d33和机电耦合系数kp均先增大后减小,而介电损耗tanδ和机械品质因数Qm呈先减小后增大的趋势;当添加质量分数w（Zn/Li）=1%时,该压电陶瓷的综合性能最佳,即d33=513pC/N,kp=0....
【文章来源】：压电与声光. 2017,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图３ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷断面的ＳＥＭ照片
大后减小的趋势。当ｗ（ＺＬ）＝１％时，εｒ＝１６９４，且此时极化后的数值大于极化前，这是由于ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷晶体结构由四方相转变为三方相，此处为两相共存区，且以三方相为主，两相共存区有１４个可能极化的方向［１３－１４］，有利于电畴的取向，因而极化强度和εｒ较高。此外，极化后的ｔａｎδ均大于极化前的值，且随着ＺＬ掺杂量的增加，呈先减小后增大的趋势，当ｗ（ＺＬ）＝１％时，ｔａｎδ最校图４ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷极化前、后的介电性能图５为９２０℃烧结下不同ＺＬ掺杂量陶瓷样品的压电性能。由图可看出，组分中ＺＬ含量对其压电性能影响显著。随着ＺＬ含量的增加，在ｗ（ＺＬ）＝１％时，ｄ３３和ｋｐ先增大后减少，最大ｄ３３＝５１３ｐＣ／Ｎ，ｋｐ＝０．６３５。此处出现两相共存区，且以三方相为主，可能极化的方向增加，电畴更易偏转，８９１第６期李俊慧等：Ｚｎ／Ｌｉ掺杂ＰＺＴ－ＰＺＮ－ＰＮＮ压电陶瓷的研究
极化较充分［１５］。而Ｑｍ呈先减小后增大的趋势，Ｑｍ下降是由于掺杂后发生畸变，局部应力阻碍了粒子振动。图５ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷的压电性能图６为ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷的电滞回线。由图可见，随着ＺＬ掺杂量的增加，ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷的剩余极化强度Ｐｒ先增加后降低，当ｗ（ＺＬ）＜１％时，Ｐｒ从未添加时的３１．９μＣ／ｃｍ２增加到ｗ（ＺＬ）＝１％时的３６．５μＣ／ｃｍ２，之后随着ＺＬ含量的进一步增加而下降。由图２可知，在ｗ（ＺＬ）＝１％～１．５％时，陶瓷材料处于三方相与四方相共存的区域，共有１４个可能极化的方向，这些自发极化矢量均可在宏观极化时有机会启动参与到畴壁的转向过程中来，因此，材料表现出相对较高的极化率和Ｐｒ。当ｗ（ＺＬ）＞１．５％时，材料离开两相共存区，转变为单一三方相时，由于可启动的自发极化数量的减少，导致Ｐｒ下降［１６－１７］。由图２还可看出，随着陶瓷的平均晶粒尺寸减小，小晶粒中因为晶界对畴壁运动的阻碍作用较大，不利于畴壁的运动。当ｗ（ＺＬ）＝１％时，陶瓷的铁电性表现很好。研究表明，密度越大、微观组织结构缺陷越少，其性能越佳，说明通过ＺＬ掺杂改性改善陶瓷结构，可进一步优化性能。图６９２０℃烧结温度下各组分的电滞回线３结论１）适当加入Ｚｎ／Ｌｉ能将Ｐｂ（Ｚｒ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３－Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３陶瓷的烧结温度从１０００
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co2O3掺杂对Pb(Ni1/3Nb2/3)（Zr,Ti）O3压电陶瓷电学性能及介电弛豫的影响[J]. 彭贵贵,郑德一,胡顺敏. 硅酸盐学报. 2016(03)
[2]从PZT体系看无铅压电陶瓷的可能应用[J]. 李灵芝,肖定全,朱建国,余萍,赁敦敏,鄢洪建. 压电与声光. 2004(06)
硕士论文
[1]助烧剂对(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷材料烧结温度和电学性能的影响[D]. 谢雪珂.陕西师范大学 2016
[2]BMT-PT基高温压电陶瓷的制备及其性能研究[D]. 晁波.陕西师范大学 2014
[3]PNN-PZT压电陶瓷材料的低温烧结特性研究[D]. 高磊.华中科技大学 2012
本文编号：3318727
【文章来源】：压电与声光. 2017,39(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图３ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷断面的ＳＥＭ照片
大后减小的趋势。当ｗ（ＺＬ）＝１％时，εｒ＝１６９４，且此时极化后的数值大于极化前，这是由于ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷晶体结构由四方相转变为三方相，此处为两相共存区，且以三方相为主，两相共存区有１４个可能极化的方向［１３－１４］，有利于电畴的取向，因而极化强度和εｒ较高。此外，极化后的ｔａｎδ均大于极化前的值，且随着ＺＬ掺杂量的增加，呈先减小后增大的趋势，当ｗ（ＺＬ）＝１％时，ｔａｎδ最校图４ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷极化前、后的介电性能图５为９２０℃烧结下不同ＺＬ掺杂量陶瓷样品的压电性能。由图可看出，组分中ＺＬ含量对其压电性能影响显著。随着ＺＬ含量的增加，在ｗ（ＺＬ）＝１％时，ｄ３３和ｋｐ先增大后减少，最大ｄ３３＝５１３ｐＣ／Ｎ，ｋｐ＝０．６３５。此处出现两相共存区，且以三方相为主，可能极化的方向增加，电畴更易偏转，８９１第６期李俊慧等：Ｚｎ／Ｌｉ掺杂ＰＺＴ－ＰＺＮ－ＰＮＮ压电陶瓷的研究
极化较充分［１５］。而Ｑｍ呈先减小后增大的趋势，Ｑｍ下降是由于掺杂后发生畸变，局部应力阻碍了粒子振动。图５ＰＺＮＮＴ－ＺＬ压电陶瓷的压电性能图６为ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷的电滞回线。由图可见，随着ＺＬ掺杂量的增加，ＰＺＮＮＴ－ＺＬ陶瓷的剩余极化强度Ｐｒ先增加后降低，当ｗ（ＺＬ）＜１％时，Ｐｒ从未添加时的３１．９μＣ／ｃｍ２增加到ｗ（ＺＬ）＝１％时的３６．５μＣ／ｃｍ２，之后随着ＺＬ含量的进一步增加而下降。由图２可知，在ｗ（ＺＬ）＝１％～１．５％时，陶瓷材料处于三方相与四方相共存的区域，共有１４个可能极化的方向，这些自发极化矢量均可在宏观极化时有机会启动参与到畴壁的转向过程中来，因此，材料表现出相对较高的极化率和Ｐｒ。当ｗ（ＺＬ）＞１．５％时，材料离开两相共存区，转变为单一三方相时，由于可启动的自发极化数量的减少，导致Ｐｒ下降［１６－１７］。由图２还可看出，随着陶瓷的平均晶粒尺寸减小，小晶粒中因为晶界对畴壁运动的阻碍作用较大，不利于畴壁的运动。当ｗ（ＺＬ）＝１％时，陶瓷的铁电性表现很好。研究表明，密度越大、微观组织结构缺陷越少，其性能越佳，说明通过ＺＬ掺杂改性改善陶瓷结构，可进一步优化性能。图６９２０℃烧结温度下各组分的电滞回线３结论１）适当加入Ｚｎ／Ｌｉ能将Ｐｂ（Ｚｒ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３－Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３陶瓷的烧结温度从１０００
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co2O3掺杂对Pb(Ni1/3Nb2/3)（Zr,Ti）O3压电陶瓷电学性能及介电弛豫的影响[J]. 彭贵贵,郑德一,胡顺敏. 硅酸盐学报. 2016(03)
[2]从PZT体系看无铅压电陶瓷的可能应用[J]. 李灵芝,肖定全,朱建国,余萍,赁敦敏,鄢洪建. 压电与声光. 2004(06)
硕士论文
[1]助烧剂对(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷材料烧结温度和电学性能的影响[D]. 谢雪珂.陕西师范大学 2016
[2]BMT-PT基高温压电陶瓷的制备及其性能研究[D]. 晁波.陕西师范大学 2014
[3]PNN-PZT压电陶瓷材料的低温烧结特性研究[D]. 高磊.华中科技大学 2012
本文编号：3318727
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