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复合稀土压电陶瓷材料的制备及其性能

发布时间:2018-06-01 16:51

  本文选题:无铅压电陶瓷 + 硬脂酸法 ; 参考:《浙江理工大学》2015年硕士论文


【摘要】:复合稀土压电陶瓷的制备及应用是如今材料科学研究的热门课题之一。稀土元素具有其独特的电化学性能、光学性能和磁学特性等。在压电陶瓷中掺杂微量的稀土元素对改善其电化学能和压电性能具有较大的实际意义。本文以稀土镧、钕、铈按不同摩尔比复合制备的稀土锆钛酸盐材料作为研究对象,制备纳米尺度的稀土压电陶瓷材料,研究材料的组成配比对其性能的影响。主要研究内容如下:1)采用硬脂酸法制备压电陶瓷前驱体MZr0.5Ti0.5O3系列稀土锆钛酸盐材料,主要包括:Lax Nd1-x Zr0.5Ti0.5O3,Ndx Ce1-x Zr0.5Ti0.5O3,Cex La1-x Zr0.5Ti0.5O3;2)对目标材料进行XRD衍射分析,获得材料的晶相结构并采用Jade软件对材料的晶胞参数进行解析;同时通过电子显微镜初步观察材料的颗粒大小及分散状态;选取XRD图谱中峰形相似且在电子显微镜下显示粒度较均匀的样品MZr0.5Ti0.5O3(M=Ndx Ce1-x)进行FE-SEM表征,发现样品结构疏松,显现较密集的气孔,孔径约20nm。3)通过激光拉曼光谱仪分析了样品的拉曼光谱特性,结果表明:所制备的样品在140cm-1~893 cm-1之间存在多个特征峰,其中含Nd元素的样品的拉曼活性相对较高,特征峰较强;样品MZr0.5Ti0.5O3(M=Cex La1-x)的特征峰较宽,且噪音较大;4)材料的紫外-可见光光谱分析表明,含Nd元素的样品具有浅能级吸收,并且其吸收值也随着Nd的含量的增加而增加。且不同的元素比例复合所得到的样品较单一稀土元素的样品均发生了不同程度的蓝移或者红移。5)对样品进行荧光性能测试,结果表明样品La0.4Nd0.6Zr0.5Ti0.5O3的荧光性能明显优于其它样品。
[Abstract]:The preparation and application of composite rare earth piezoelectric ceramics is one of the hot topics in material science. Rare earth elements have unique electrochemical, optical and magnetic properties. The doping of rare earth elements in piezoelectric ceramics is of great practical significance in improving the electrochemical energy and piezoelectric properties of piezoelectric ceramics. In this paper, rare earth zirconium titanate materials with different molar ratio of rare earth lanthanum, neodymium and cerium were used as the research object to prepare nano-scale rare earth piezoelectric ceramics, and the effects of the composition of the materials on their properties were studied. The main contents of this study are as follows: (1) piezoelectric ceramic precursor MZr0.5Ti0.5O3 series rare earth zirconate titanate materials were prepared by stearic acid method, including: lax Nd1-x Zr0.5Ti0.5O3Ndx Ce1-x Zr0.5Ti0.5O3Cex La1-x Zr0.5Ti0.5O3k2). The crystal phase structure of the material was obtained and the crystal cell parameters of the material were analyzed by Jade software, and the particle size and dispersion state of the material were preliminarily observed by electron microscope. MZr0.5Ti0.5O3(M=Ndx ce _ (1-x), which has similar peak shape in XRD pattern and showed a uniform particle size under electron microscope, was characterized by FE-SEM. It was found that the structure of the sample was loose and the pore density was dense. The Raman spectra of the samples were analyzed by laser Raman spectrometer. The results show that there are many characteristic peaks between 140cm-1~893 cm-1 and the samples containing ND have relatively high Raman activity and strong characteristic peaks. The UV-Vis spectroscopic analysis of the sample MZr0.5Ti0.5O3(M=Cex La1-x) shows that the Nd-containing sample has a shallow level absorption, and the absorption value increases with the increase of ND content. The fluorescence properties of the samples with different proportion of elements were tested by blue shift or red shift. The results showed that the fluorescence properties of La0.4Nd0.6Zr0.5Ti0.5O3 samples were obviously superior to those of other samples.
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ174.1

【参考文献】

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本文编号:1964951

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