锶、铁、钙等离子掺杂锆钛酸铅（pzt）系压电陶瓷结构和性能的研究

《锶、铁、钙等离子掺杂锆钛酸铅（pzt）系压电陶瓷结构和性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文以固态氧化物为原料，用传统的固相反应法合成了Fe、sr和ca等离子掺杂锆钛酸铅(简称PZTF、PSZTF和PCZTF)二元系列压电陶瓷，研究了组成和制备工艺对材料结构和性能的影响。实验结果表明：当PZTF、PSZTF和PCZTF系列的Zr／Ti分别为51／49、52／48和52／48时，在合成温度分别为960。C、900。C和930"C，烧成温度分别为1290。C、1280℃和1280。C条件下，可以得到综合性能优良的压电材料；对PZTF系列而言，其主要参数分别为：Tc=352。C，占品／‰=10

2、71，d33=254～260pC／N，Qm=850，Kp=0．55和tan82(o．32---0．34)％；对PSZTF系列而言，其主要参数分别为：Tc=337。C，f五／c。=1200，d33=296～300pC／N，Qm=970，Kp=0．65和tana=(O．27～0．29)％；对PCZTF系列而言，其主要参数分别为：Te=3ll℃，铝／氏=915，d33=276-280pC／N，Qm=1500，Kp=0．59和tan6=(O．24～0．26)％；本文通过差热(DTA)和热重(TGA)实验对合成粉末

3、的反应温度进行了分析，利用x射线衍射(XRD)对合成后材料的晶相进行了分析；利用x光电子能谱(XPS)对表面的元素和价态进行了分析：通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面和断面的显微结构。本文对烧结后的样品进行了极化处理，从理论上阐述了各种掺杂改性的PZT陶瓷极化后材料的畴的变化原因，并从本质上分析了极化工艺对材料结构和性能的影响，为进一步对基础系统的掺杂改性研究提供了理论依据。关键词：PZT压电陶瓷；掺杂；准同型相界；XPS；压电性能ABSTRACTInthispaper,threeseriesofF

4、e，SrandCadopedLeadZirconateTitanatepiezoelectricceramics(PZTEPSZTFandPCZTF)werepreparedwithconventionalmixedsolidoxide．TheeffectofcompositionandpreparationontheStructureandPropertiesoftheDopedPZTPiezoelectricCeramicswerestudied．Theexperimentalresultsindic

5、ated，whentheZr／TiratiosofPZTEPSZTFandPCZTFwere51／49，52／48and52／48，respectively,incalcinationtemperatureof960。C，900"C，930

6、。Candsinteringtemperatureof1290。C，1280。C，1280。C，forPZTFceramics，thetypicalparameterswere：Tc2352。C，占刍／60=1071，d332254～260pC／N，Qm=850，Kp

7、=0．55andtanS=(0．32--0．34)％．ForPSZTFceramics，thetypicalparanleterswere：Tc=337。C，占品／60=1200，d33=296-300pC／N，Qm2970，Kp20．65andtanS=(O．27-0．29)％．forPCZTFceramics，thetypicalparameterswere：Tc2311℃，s品／60=915，d33=276-280pC／N，Qm21500，Kp30．59andtan82(o．24～0．26)％The

8、differentialthermalanalysis(DTA)andthermogravimetry(TG)wereappliedtoanalyzereactiontemperaturesofsamplesduringcalcining，Thescanningelectronicmicroscope(SEM)andX-raydiffraction(XRD)wereappliedtoanalyzemicrostructureandphases，respectively．X-rayphotoelectron

9、spec订oscopy(xa,s)wereemployedforanalyzingelementsvalencesinthesurfaceandobservingdistributionofthegrainandporosityofthesection．Inthispaper,thesamplesaftersinteredwerepoled，themechanismsofthedomainrotationofthesinter