PNT压电陶瓷的改性研究

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1、实验与研究PNT压电陶瓷的改性研究ThestudyofmodificationonPNTpiezoelectricceramic石龙华李艳程金科（贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳550025）摘要：采用固相烧结工艺制备了(Pb1-xBax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6（简称PBNT）高温压电陶瓷，研究不同Ba掺杂量对PBNT陶瓷的相结构、居里温度、介电性能的影响。XRD测试结果表明：随Ba掺杂量增加，材料的晶体结构均为钨青铜型结构。介电温谱测试表明：PBNT陶瓷具有高居里温度(Tc≥550℃)，可在高温(500℃

2、)环境下使用；当x(Ba)=0.02时T居里温度Tc达最大值660℃，x(Ba)=0.04时介电常数ε33/ε0达最大值181，x(Ba)=0.06时介电损耗tgδ达最小值0.0023。关键词：高温压电陶瓷；PBNT；居里温度Abstract：(Pb1-xBax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6piezoelectricceramicswithhighcurietemperaturewerepreparedbysolidphasesinteringceramictechnology．TheeffectsofBacom

3、positiononthephasestructure,curietemperatureanddielectricpropertieswereinvestigated.TheXRDresultsindicatethatthecrystallinestructureofthematerialaretungstenbronzetypestructureastheamountofBaincreasing.ThedielectrictemperaturespectrumshowedthatthePBNTceramicshadhighC

4、urietemperature(TC≥550℃).Theceramicsamplesaresuitablefortheapplicationathightemperatures(500℃).Whenx(Ba)=0.02,thethevaluesofTchavereachedtoT640℃.Whenx(Ba)=0.04,thethevaluesofε/εhavereachedto181.Whenx(Ba)=0.06,thethevaluesoftgδhavereachedto3300.0023.Keywords：hightemp

5、eraturepiezoelectricceramics；PBNT；curietemperature中图分类号：TM282文献标识码：A文章编号：1003-8965（2013)02-0051-031引言材料进行掺杂改性、以期制得性能较好的(Pb1-xBax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6高温压电材料。压电陶瓷是一种重要的功能材料，它能够把机械能转化为电能，因具有稳定的化学特性、优2实验异的物理性能、易于制备各种形状和任意极化方向的材料特性，广泛应用于能源工业、航空航天、本文采用固相烧结法制备PBNT压电陶瓷，[1]

6、汽车等领域。随着科技的迅速发展，对可在高实验原料为分析纯级别的Pb3O4、Nb2O5、TiO2和温环境中稳定、可靠工作的压电器件需求迫切。BaCO3；合成的化学式为(Pb1-xBax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6，因此，高居里温度压电陶瓷材料作为高温压电器其中x（摩尔分数）=0、0.02、0.04、0.06、0.08。件的核心敏感元件，其研究引起各国科研工作者高温烧结时PbO易挥发，为了在烧结时控制一定压[2]的极大重视。力的铅气氛、补偿实验过程中铅的大量逸出并保证[8]偏铌酸铅(PbNb2O6)铁电体具有四方钨

7、青铜样品的化学组成，因此添加了过量的PbO。[3]型结构。它具有两个突出的特点：一是材料的其工艺流程如下：居里温度高(570℃)，且在此温度下不易退极化；1）按化学计量比称量氧化物进行混合，在乙[4-5]二是很低的机械品质因数。因而，偏铌酸铅压醇中以氧化锆球为介质、湿法球磨10h；[6-7]电陶瓷材料特别适合于制备耐高温的换能器。2）干燥后在刚玉坩埚中密封预烧2h，温度但纯偏铌酸铅在烧结和冷却过程中，由于晶粒异为900℃。预烧合成后的粉末再细磨14h，烘干常生长和相变会导致材料体积发生较大变化，从后添加7%聚乙烯醇溶液造粒，经

8、压片机加压成而使得样品致密化程度低、难于极化或变形开裂，型；严重制约了偏铌酸铅陶瓷的应用。3）在600℃下烧结排除聚乙烯醇，再在本文采用固相烧结方法，1230℃下密封烧结2h，得到PBNT陶瓷样品；在Pb1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6材料的基础上、采用4）样品的表