导　　师： 孙清池

学科专业： H0502

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 天津大学

摘　　要： 本文选取0.98pb(zr1-xtix)o3-0.02pb(sb1/2nb1/2)o3(x=0.44～0.49)铌锑-锆钛酸铅系(简称psn-pzt)压电陶瓷作为研究对象。采用传统的固相烧结法制备psn-pzt压电陶瓷，通过x射线衍射(xrd)对合成后材料的晶相进行分析，用扫描电子显微镜(sem)观察样品表面的显微结构，并讨论锆钛比和烧结温度对材料介电、压电性能以及对居里温度的影响。结果表明：三方相和四方相共存的准同型相界位于zr/ti为50/48附近，最佳性能出现在相界偏三方相一侧；此陶瓷材料具有烧结温度范围宽(1190～1270℃)和居里温度高(>330℃)的特点。当zr/ti=51/47，合成温度900℃，烧结温度1230℃时综合性能较好，此时介电常数εt33/ε0=1955，介电损耗tanδ=0.019，压电常数d33=425pc/n，机电耦合系数kp=0.65，居里温度tc=352℃。 此外，通过碱土金属sr2+、ba2+离子的置换，研究不同工艺条件和锆钛比对psn-pzt压电陶瓷介电和压电性能的影响。研究结果表明：sr2+离子(4％mol，5％mol)的加入能明显提高此体系的介电和压电性能；ba2+离子(4％mol，5％mol)的加入对此陶瓷系统介电和压电性能影响不明显；sr2+、ba2+离子联合加入的效果要优于其中任意一种元素单独加入的效果。sr2+的助熔作用使体系晶粒有所增加，同时体系的烧结温度和居里温度均有降低。ba2+的加入降低了系统的合成温度，介电常数有所增加，但对其他性能影响不明显。sr2+、ba2+的联合加入使准同型相界向富锆方移动，最佳极化场强为3000v/mm，此时出现最佳性能：介电常数εt33/ε0=2290，介电损耗tanδ=0.017，压电常数d33=495pc/n，机电耦合系数kp=0.7，居里温度tc=298℃。 鉴于铌锑-锆钛酸铅体系居里温度高的特点，实验还测量了不同配方在不同高温条件下的性能参数。得出相应的高温老化曲线，确定了不同配方陶瓷的使用温度上限。

关 键 词： 铌锑 锆钛酸铅 压电常数 介电常数 锆钛比

分 类 号： [TM282]

领　　域： [电气工程] [一般工业技术]