基于PAN-PZT铁电陶瓷的制备和性能研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loveagle
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具有良好压电、介电和机电耦合性能的PZT系列陶瓷到目前为止在压电材料应用领域一直占主导地位。为提高其铁电压电性能,PZT基二元陶瓷逐渐向三元和四元等多元组分系统发展。目前主要有两种掺杂方式可以实现多元组分系统材料的制备。一种是向PZT中添加已知的压电陶瓷材料,以综合了两者的优异性能,这种掺杂方式容易通过改变各成分含量和元素来调控材料性能;另一种是通过等价置换、硬性掺杂或软性掺杂来优化铁电材料的性能,例如PZT中Fe3+取代Zr4+或者Ti4+之后,由于晶体内部产生的内置电场抵消了部分外部电场,将会对掺杂后样品的电滞回线产生显著的影响。经优化后的材料是制造多层压电陶瓷电容器、精密微位移器、传感器、制动器、医用超声换能器等功能器件的理想材料。目前的研究大多集中在PZT基三元陶瓷上,比如Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/2Nb1/2)O3-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3和Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3等,至今关于Pb Sr(Al1/2Nb1/2)O3-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3的研究很少被报道。本论文第一部分主要对x PAN-PZT体系铁电陶瓷进行制备和表征,利用复合粒子(Al0.5Nb0.5)4+对PZT进行掺杂改性。采用固相反应法制备了x PANPZT体系铁电陶瓷,并对其结构和电学性能进行了表征。通过测试我们发现;随着x的增加,x PZN-PZT体系的相结构从四方相向三方相转变,经分析得出x PAN-PZT体系的准同型相界MPB在x=0.1-0.12附近。x=0.1的组分在室温下的最大应变量Stotal=0.33%,准静态压电系数d33为365 p C/N,剩余极化强度Pr为42μC/cm2,等效压电系数Smax/Emax为493 pm/V;对比各组分的性能,我们发现0.1PAN-0.9PZT的综合性能最为优异。本论文第二部分在上述最优组分的基础上通过A位等价替代方式掺杂Sr2+离子,然后系统研究掺杂量对材料相结构、压电、铁电和介电性能等方面影响。实验结果表明,Sr2+的掺杂对PAN-PZT体系的结构影响不大,没有观察到相变,但对性能有显著的影响。Sr2+的掺杂使得陶瓷的居里温度和最大相对介电常数直线下降。当Sr2+置换量为0.05 mol%时,试样的介电、压电铁电性能较优异,准静态压电系数d33=470 p C/N,剩余极化强度Pr为32.5μC/cm2,当Sr2+置换量为0.1 mol%时Stotal=0.34%,Spol=0.21%,但居里温度较低,Tm为220℃。
其他文献
在建筑行业与相关周边产业发展中,经常出现建筑工程现场施工管理问题、结算索赔问题,二者影响着工程进度、质量和经济效益,因此,解决工程结算中的常见问题具有明显的重要性.
给排水施工的质量和人们的生活质量息息相关,要想提升给排水施工质量,就需要在施工过程中,做好管道设计、材料审核工作,规范施工要求,做好管道间的连接工作,控制管道压力及通
本文中,我们分别在传统的基本图方法和新兴的三相交通流理论这两种不同的交通流理论体系下对交通流元胞自动机模型进行了研究。我们的研究对象,交通运输系统,正在社会经济中正扮
目前测量机器人在自动化监测领域应用非常广泛,然而其常规的测量模式只是以单点方式进行数据采集,往往不能够完整地反映出变形体整体变形情况,尤其是某些监测区域,如大面积边
作为建筑工程中的重要环节,建筑材料检测为建筑项目的质量提供了保障.我国经济的迅猛发展加速了建筑领域的竞争,建筑项目的质量好坏不仅对建筑工程的竞争有很大的影响,同时与
运用风险辨识与评估方法,分析城市燃气行业典型事故案例,辨识城市燃气管道设施风险因素,针对管道设施的固有特点与运行环境,提出风险管控措施,实现城市燃气管网设施安全风险
随着城市现代化建设的不断推进,城市面貌发生了巨大变化,但城市管理水平和运行效率如何与时俱进,成为一个重要课题.“数字城管”系统是国家建设部在总结北京市东城区成功经验
目的 S探究血管内皮生长因子(VEGF)及肿瘤标志物水平在食管癌患者血清中的表达及临床意义。方法接受放疗的食管癌患者51例,根据放疗效果分为有效组(37例)与无效组(14例),选35
影响建筑工程造价的原因众多,并且这些原因都贯穿于整个建筑工程的各个阶段,因此需要对各个阶段的影响因素进行探究,从而进一步明确具体的控制要点,使得建筑工程造价得以有效
随着国民经济深入发展和经济向质量增长转型,绿色经济成为新热点,建筑行业对绿色施工应用越来越多,施工过程中大量推行绿色节能技术,直接降低能源消耗和材料损耗,把污染控制