高居里溫度壓電陶瓷的制備

14720字 32頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘要

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對壓電材料的使用提出了更高的要求，使用環(huán)境的溫度越來越高，例如，太空、油井等。而目前已經(jīng)工業(yè)化使用的鋯鈦酸鉛系體系壓電陶瓷材料（PZT）由于使用居里溫度較低，安全使用溫度在150℃以下，已經(jīng)不能滿足使用的要求。因而開發(fā)更優(yōu)性能更高居里溫度的壓電陶瓷材料已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。BiScO3-PbTiO3體系是一種性能優(yōu)異的高溫壓電陶瓷材料，在準(zhǔn)同型相界附近有著良好的壓電性能和很高的居里溫度。
本文以BiScO3-PbTiO3體系陶瓷材料為研究對象，在準(zhǔn)同型相界附近改變BiScO3和PbTiO3的配比及添加第三相，采用傳統(tǒng)的固相法預(yù)燒結(jié)并粉碎球磨得到下一步燒結(jié)用粉末，最終燒結(jié)為陶瓷樣品。對陶瓷樣品的組織結(jié)構(gòu)及居里溫度等性能進行研究，并對實驗結(jié)果進行分析。
研究發(fā)現(xiàn)，最佳的陶瓷制備過程的溫度控制為預(yù)燒750℃，保溫2h，排粘溫度為550℃，保溫3h，燒結(jié)溫度為1090℃，保溫3h。對于直徑10mm，厚1mm的陶瓷片極化電場為3-4kV、但對于直徑為45mm，厚10mm的大陶瓷片，由于體積較大，更容易出現(xiàn)缺陷、氣泡等問題，極化電場一般為15kV。這樣能夠很好的達(dá)到想要的極化效果。在所有實驗樣品中，得到性能最好的樣品配比是0.36Bi(Sc0.9Zr0.1)O3-0.64PbTiO3。此配比的樣品，居里溫度一般可達(dá)到430℃，d33普遍達(dá)到290pC/N以上，最高者接近400pC/N。


關(guān)鍵詞：壓電陶瓷 高居里溫度 BS-PT 壓電性能