PSN-PZT壓電陶瓷低溫?zé)Y(jié)研究.pdf

1、本文根據(jù)開關(guān)型疊層微位移驅(qū)動器對壓電陶瓷材料的使用要求，即在較低的燒結(jié)溫度下有高的機(jī)電耦合系數(shù)kp、高的壓電應(yīng)變常數(shù)d33、高的相對介電常數(shù)εr和適中的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm，從摻雜改性、添加助燒劑和燒結(jié)工藝等幾個方面對三元系0.02Pb（Sb0.5Nb0.5）O3-0.98 Pb (Zr0.51Ti0.47)O3 (簡稱為PSN-PZT)陶瓷進(jìn)行了研究，以期滿足疊層微位移驅(qū)動器的使用。
　　 本研究采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備陶瓷粉料，通

2、過Fe3+和Ba2+離子的摻雜，研究不同工藝對PSN-PZT壓電陶瓷介電和壓電性能的影響。研究結(jié)果表明：Fe3+離子的加入（0.35％mol）能顯著提高此體系的介電性能和壓電性能，其助熔效果促進(jìn)了晶粒的生長和陶瓷的致密化燒結(jié)；選取適當(dāng)?shù)念A(yù)燒工藝可以減少陶瓷化學(xué)計量比的偏移，提高陶瓷的性能；在此基礎(chǔ)上，Ba2+離子的加入（3％mol）進(jìn)一步改善了陶瓷的綜合性能。為了進(jìn)一步降低燒結(jié)溫度，使陶瓷材料可以與低含量銀鈀電極匹配，在離子摻雜改性的基

3、礎(chǔ)上，研究了添加B-Si-Pb玻璃和氧化物對陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響。當(dāng)添加0.5wt％B-Si-Pb玻璃時，陶瓷相結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，在1100℃燒結(jié)能夠得到符合要求的性能，但是溫度繼續(xù)降低時性能惡化，說明B-Si-Pb玻璃降溫效果有限。添加0.1wt％的ZnO，能夠使陶瓷晶粒長大，瓷體致密度和陶瓷的各項性能都明顯提高。繼續(xù)添加0.1wt％的SiO2所產(chǎn)生的液相有利于氣孔的排出，能夠促進(jìn)陶瓷在較低溫度（1050℃）下的致密燒結(jié)，通過對升溫速