【正文】
對于壓電陶瓷,未極化之前,陶瓷內(nèi)部不存在極化強度,是一個各向同向的多晶體,各方向的性質(zhì)是相同的。不僅與應(yīng)力T、應(yīng)變S有關(guān),而且與電場強度E、電位移D有關(guān)。②機電耦合系數(shù)Kp機電耦合系數(shù)K是綜合反映壓電材料性能的參數(shù),它表示壓電材料機械能與電能的耦合效應(yīng),是生產(chǎn)上用的最多的一個參數(shù),定義為:K2=逆壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換的機械能/輸入總電能或K2=正壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換的電能/輸入總機械能Kp為平面機電耦合系數(shù),表示薄圓片振子沿徑向伸縮振動時的機電耦合系數(shù)。振動時晶格形變產(chǎn)生內(nèi)摩擦,而損耗一部分能量(轉(zhuǎn)換成熱能)。本實驗采用阻抗分析儀PV70A測試樣品的Qm值。這可能是由于隨著溫度的升高,樣品中產(chǎn)生大量的液相,液相會聚集在晶界,因而密度降低。加入氧化鈰、氧化銣等氧化物后,仍沒有雜質(zhì)峰的出現(xiàn),可見,該結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性;且氧化物離子均進入晶格,成為結(jié)構(gòu)的組成部分。另外可以看出晶粒間的閉氣孔逐漸減少,陶瓷材料更加致密。PZTMS1 PZTMS2PZTMS3 PZTMS4PZTMS5 不同組分陶瓷樣品在1200oC下SEM顯微圖、壓電性能 給出了PZTMS+xwt.%Nb2O5+ywt.%Nd2O3+wmol%CeO2體系分別在1200176。C的燒結(jié)溫度下的相對介電常數(shù)ε /εo。當溫度高于1200176。 樣品的εT33 /ε0隨燒結(jié)溫度變化的關(guān)系。C是有極大值,其中PZTMS5的Kp極大值在各組分中最大。當樣品中晶粒較小時,晶界含量較多,機械能的傳遞受到阻礙;當晶粒較大時,晶界含量減小,由晶界造成的對電疇轉(zhuǎn)向的緩沖作用減弱,因而電疇翻轉(zhuǎn)容易。當溫度進一步升高時,其密度降低而使得Qm減小。C1275176。而當燒結(jié)溫度高于1200176。研究了Nb、Nd、Ce摻雜和燒結(jié)溫度對體系相結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和壓電、介電性能的影響。(3)研究了燒結(jié)溫度對陶瓷壓電、介電性能的影響。體系的最佳燒結(jié)溫度為1200176。謝 辭經(jīng)過兩個多月的忙碌和工作,本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲。左老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度給我留下了極其深刻的印象,也使我受益菲淺。他們嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度,崇實的教學精神,以及淵博的知識,使我領(lǐng)悟到了“厚德、篤學、崇實、尚新”的校訓。毛潔2012年6月[參考文獻][1] 朱志剛,李寶山等,硅摻雜PMSPZT材料的晶界行為對疇結(jié)構(gòu)和壓電性能的影響[J].無機材料學報,2005, 20 (3), 641647.[2] 李正杰,鈮酸鹽基無鉛壓電陶瓷的制備與性能研究[D].天津大學凝聚態(tài)理,2010.[3] 牟國洪,楊世源等,PZT壓電陶瓷制備中的幾個問題[J].材料導報,2004, 18 (3), 3236.[4] 趙鳴,侯育東等,大功率壓電變壓器用壓電陶瓷材料發(fā)展現(xiàn)狀[J].材料導報,2003, 17 (9), 7884.[5] 章邦勞,常云飛,鋯鈦比變化對PZTPZNPMS壓電陶瓷相結(jié)構(gòu)及電學性能的影響[J].陜西師范大學學報,2007, 35(1), 7478[6] Juhyun Yoo, Ilha Lee, et al., Piezoelectric and dielectric properties of low temperature sintering Pb(Mn1/3Nb2/3)O3–Pb(Zn1/3Nb2/3)O3–Pb()O3 ceramics with variation of sintering time[J]. Electroceram, 23 (2009) 519–523.[7] YuDong Hou, ManKang Zhu, et al., Effects of atmospheric powder on microstructure and piezoelectric properties of PMZNPZT quaternary ceramics[J]. Journal of the European Ceramic Society, 24 (2004) 3731–3737.[8] Baoshan Li, Guorong Li, et al., In?uence of particle size on the sintering behavior and highpower piezoelectric properties of PMnN–PZT ceramics[J]. Materials Science and Engineering B ,121 (2005) 92–97.[9] 陸翠敏,孫清池等,Pb(Mn 1/3Sb2/3) xO3壓電陶瓷準同型相界附近的性能[J].硅酸鹽學報, 33 (2005)157162.[10] ChengChe Tsai, ShengYuan Chu, ChihKuo Liang. Lowtemperature sintered PMnNPZT based ceramics using the Bsite oxideprecursor method for therapeutic transducers[J]. Journal of Alloys and Compounds, 478 (2009) 516–522. [11] C. Miclea a, C. Tanasoiu a, et al., Effect of lead content on the structure and piezoelectric properties of hard type lead titanate–zirconate ceramics[J]. Journal of the European Ceramic Society, 27 (2007) 4055–4059.[12] Yongke Yan, KyungHoon Cho and Shashank Priya. Identi?cation and effect of secondary phase in MnO2doped ()O3–(Zn1/3Nb2/3)O3 piezoelectric ceramics[J]. J. Am. Ceram. Soc., 94 (2011) 3953–3959. [13] 朱志剛,李寶山等,燒結(jié)溫度對PMSPZT系陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和壓電性能的研究[J].無機材料學報, 20 (2005) 10011008.[14] 何杰、孫清池等,燒結(jié)溫度對PMSZT壓電陶瓷性能的影響[J].稀有金屬材料與工程, 37 (2008) 195199.[15] Hongliang Du, Shaobo Qub, et al., The effect of position on microstructure and properties of PNW–PMS–PZT ceramics for highpower piezoelectric transformer[J]. Materials Science and Engineering. A 393 (2005) 36–41.[16] YuDong Hou, ManKang Zhu, et al., Structure and electrical properties of PMZN–PZT quaternary ceramics for piezoelectric transformers[J]. Sensors and Actuators A 116 (2004) 455–460.[17] 宗喜梅、楊祖培等,MnO2含量變化對PZTPFWPMN大功率壓電陶瓷電性能的影響[J]. 太原師范學院學報, 10 (2011) 6267.[18] 鄧毅華,低介電常數(shù)低損耗PZNPZT壓電陶瓷的制備及性能研究[D].華南理工大學材料學院,2006.[19] 祝蘭,PMSPZT壓電陶瓷的制備及性能研究[D].暨南大學凝聚態(tài)物理,2010年.[20] SUN Qingchi and LU Cuimin et al. Effects of CeO2 doping on the structure and properties of PSNPZNPMSPZT piezoelectric ceramics[J]. Rare Metals. 24 (2005) 235241[21] Gao Feng, Cheng Lihong, et al., Crystal structure and piezoelectric properties of xPb(Mn1/3Nb2/3)O3–()Pb(Zn1/3Nb2/3)O3–()O3 ceramics[J]. Ceramics International 35 (2009) 1719–1723. Yongke Yan, KyungHoon Cho and Shashank Priya. Role of secondary phase in high power piezoelectric PMNPZT ceramics[J]. J. Am. Ceram. Soc 25 (2011) 1–[22]34。在此,我懷著無比激動的心情,表示我對他們最衷心的謝意。同時感謝同一個實驗室的每一位學長學姐在實驗室給我提供的幫助。本論文是在左如忠老師的指導下完成的。當x=, y=0, w=, 燒結(jié)溫度為1200176。C1275176。一定范圍內(nèi)隨著氧化鈮含量的增加,晶粒尺寸逐漸減小,且一些晶粒異常長大的現(xiàn)象得到很好的抑制,粒徑分布范圍變窄,均一。綜上所述,最后確定1200176。d33與晶粒尺寸有關(guān),晶粒越大,壓電性能越好。 顯示了各組分陶瓷試樣的機電品質(zhì)因數(shù)Qm隨燒結(jié)溫度變化的關(guān)系。當燒結(jié)溫度高于1200176。C1275176。隨鈮含量的增加,介電常數(shù)增加,表現(xiàn)出明顯的軟性特征。C。C、1250176。圖PZTMS4和PZTMS5是在添加了氧化鈮的基礎(chǔ)上又加入了氧化釹和氧化鈰,可見,氧化釹同樣可以使晶粒減小且均一,但致密化效果不如氧化鈰。圖中沒有明顯的衍射峰偏移或位置的改變,說明鈮含量的變化對于晶胞參數(shù)沒有太大影響。(1200oC、1225oC、1250oC、1275oC)下密度 XRD分析 1200oC下樣品的XRD圖 表示在1200oC溫度下樣品的XRD圖。由圖可知。Qm 的大小以與相應(yīng)的諧振方式有關(guān),無特別說明時表