PLZT基弛豫铁电陶瓷压电特性的研究

发布时间：2017-10-17 01:31

  本文关键词：PLZT基弛豫铁电陶瓷压电特性的研究

  更多相关文章： 锆钛酸铅 La取代 压电性 弛豫特性 热稳定性

【摘要】：压电材料是能将机械能和电能相互转换的功能材料,在传感器、驱动器、超声换能器等电子元件和器件方面有着广泛的应用。随着科学的进步,人们生活水平的提高,电子整机的不断小型化,对压电材料性能的要求越来越高。本文对Pb1-xLax(Zr1-yTiy)1-x/4O3+1wt% Sb2O5(PLSZT)压电陶瓷材料进行了系统的研究。测试了一系列不同Zr/Ti比和La取代量下配方的介电、铁电、压电特性。通过XRD、 SEM以及电性能参数温度特性测试,分析了铁电压电特性与微观结构的关系。研究发现La3+取代使得PZT的准同型相界(MPB)发生了偏移,随着La取代量的增加,MPB向高Zr/Ti比方向移动,极化也会使得三方相向四方相发生明显的转变。因此对Zr/Ti比的不同,相对应压电性最优所需的La取代量也不同。在x=0.065,y=0.41时获得压电性最优的配方：d33=842 pC/N,kp=0.71,kt=0.54,Qm=38,εr=5089,tgδ=0.029。对介电常数(εr)温谱的测试拟合表明本实验中La取代PLSZT陶瓷材料均为弥散相变铁电体。以Pb0.935-xLa0.065Ax(Zr0.58Ti0.40)O3+1wt%Sb2O5为研究对象,其中A分别为Sr2+和Ba2+,研究表明两者对配方的影响规律较为相似。这两种离子的取代在x=0.005时候都有利于d33的提高,但其后随取代量增加d33下降。这两种离子的取代都有利于εr提高和tg8降低,都在x=0.005的时压电性最优,性能如下Sr:d33=857 pC/N,kp=0.67,kt=0.52,Qm=45,εr=5868,tgδ=0.021。Ba:d33=871 pC/N,kp=0.69,kt=0.53,Qm=47,εr=5334,tgδ=0.018。最后测试了温度对Pb0.935-xLa0.065Bax(Zr0.58Ti0.40)O3+1wt% Sb2O5压电铁电性能的影响。极化样品在温度为Tnr=119℃(TnrTm,其中Tm为介电常数最大值对应的温度,Tm=178℃)存在明显的介电和损耗峰。温度高于和低于Tnr时εr和tgδ频率弥散程度不同,发生微畴和宏畴相互转变。Tnr附近,Pr、Ec、kp大幅度地衰减。
【关键词】：锆钛酸铅 La取代 压电性 弛豫特性 热稳定性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM282
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-35
• 1.1 铁电陶瓷概述10-17
• 1.1.1 铁电性与铁电陶瓷10-13
• 1.1.2 铁电体的压电性13-15
• 1.1.3 铁电陶瓷的应用15-17
• 1.2 强压电性材料17-23
• 1.2.1 强压电材料的用途17-18
• 1.2.2 强压电性的起源18-21
• 1.2.3 国内外的研究状况21-23
• 1.3 弛豫铁电体23-31
• 1.3.1 简介23-26
• 1.3.2 弛豫铁电体的强压电性26-27
• 1.3.3 弛豫铁电体PLZT材料国内外的研究进展27-31
• 1.4 本论文的研究工作31-35
• 1.4.1 已有的研究基础31-33
• 1.4.2 本论文研究工作的目的及意义33-35
• 第二章 实验方法35-39
• 2.1 实验原料35
• 2.2 工艺流程35
• 2.3 测试表征及仪器设备35-39
• 2.3.1 晶相及微观性能表征35-37
• 2.3.2 介电性能测试37
• 2.3.3 压电、铁电性能测试37-39
• 第三章 锆钛比以及La取代对PLSZT微观结构和性能的影响39-57
• 3.1 前言39
• 3.2 锆钛比对于不同La取代量PLSZT晶相结构的影响39-42
• 3.3 锆钛比对于不同La取代量PLSZT压电、铁电性能的影响42-47
• 3.4 锆钛比对于不同La取代量PLSZT介电性能的影响47-55
• 3.5 本章小结55-57
• 第四章 SrCO_3、BaCO_3对PLSZT的改性及热稳定性研究57-78
• 4.1 前言57
• 4.2 SrCO_3对PLSZT的改性研究57-64
• 4.2.1 Sr取代对于PLSZT晶相结构的影响57-59
• 4.2.2 Sr取代对于PLSZT压电、铁电性能的影响59-61
• 4.2.3 Sr取代对于PLSZT介电性能的影响61-63
• 4.2.4 Sr取代对于PLSZT性能影响总结63-64
• 4.3 BaCO_3对PLSZT的改性研究64-70
• 4.3.1 Ba取代对于PLSZT晶相结构的影响64-66
• 4.3.2 Ba取代对于PLSZT压电、铁电性能的影响66-68
• 4.3.3 Ba取代对于PLSZT介电性能的影响68-70
• 4.3.4 Ba取代对于PLSZT性能影响总结70
• 4.4 热稳定性研究70-76
• 4.5 本章小结76-78
• 第五章 全文总结78-80
• 参考文献80-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• 附件91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周桃生,王世敏,顾豪爽,何云斌,邝安祥,孙文华;高d_（33）·g_（33）值PZT压电陶瓷材料中Sb_2O_3掺杂的作用[J];湖北大学学报(自然科学版);1996年03期

，

本文编号：1046064