Sr取代硬性PMS-PZT压电陶瓷研究

采用常规固相反应法合成了Pb_(1-x)Sr_(x)(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_(3+)0.25%CeO_(2)+0.50%Yb_(2)O_(3)+0.15%Fe_(2)O_(3)(PMS-PZT,x=0,0.02,0.04,0.06)的三元系硬性压电陶瓷。采用X线衍射仪、准静态压电常数测试仪和铁电测试仪系统地研究了Sr取代对PMS-PZT陶瓷的相结构及电学性能的影响。实验结果表明,无Sr取代和有Sr取代的PMS-PZT压电陶瓷均具有单一的四方相晶体结构。当x=0.02时,PMS-PZT的性能最佳:d_(33)=415 pC/N,Q_(m)=522,T_(C)=291℃,k_(p)=0.64,ε_(r)=1304,P_(r)=11.32μC/cm^(2),E c=9.05 kV/cm.

PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PMS-PZT三元系压电陶瓷,分析了其粉体和陶瓷样品的相结构组成,测试结果表明在预烧粉体中随着PMS含量的增加,焦绿石相也增加,在所有陶瓷样品中均为100%的钙钛矿结构;研究了室温下PMS含量对相对介电常数er、介质损耗tgd、居里温度tC、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明随着PMS含量的增加,材料逐渐变硬,er、tC、kp和d33逐渐减少,tgd和Qm逐渐增加。

Sr、Mn离子掺杂PMS-PZT压电陶瓷相组成与性能研究

针对聚焦超声换能器用压电陶瓷,采用传统的固相法制备Pb_(1. 04)(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0. 05)Zr_(0. 47)Ti_(0. 48)O_3+x%SrCO_3+y%MnO_2(x+y=0. 3)(PMS-PZT)三元系压电陶瓷。使用正交实验分析方法研究添加不同比例的Sr、Mn离子后PMS-PZT压电陶瓷电学性能的变化。讨论了在准同型相界(MPB)随着掺杂元素相对含量的改变对压电陶瓷的相对介电常数εr、机电耦合系数k_p、机械品质因数Q_m和压电常数d_(33)的影响。通过研究发现:在900℃煅烧,1180℃烧结保温2 h,当x=0. 15时,三方相和四方相共存且三方度最大,得到综合性能优良的压电陶瓷材料:密度ρ=7. 84 g/cm^3、压电常数d_(33)=336 p C/N、机械品质因数Q_m=1889、机电耦合系数k_p=0. 63、相对介电常数ε_r=1479,采用此工艺制备的压电陶瓷完全满足高强度超声换能器用的压电材料。

成型工艺对PMN-PMS-PZT热释电陶瓷性能的影响

采用干压、冷等静压和凝胶注模等不同成型工艺制备铌锰酸铅-锑锰酸铅-锆钛酸铅（PMN—PMS-PZT）陶瓷，并进行对比研究。实验结果表明，冷等静压成型的陶瓷综合性能较好，其具有均匀紧凑的晶粒结构，可得到较高的成瓷密度；使材料的介电常数εr，和介电损耗tanδ降低，在保持较高热释电系数p的同时降低低温铁电三方相-高温铁电三方相（FRL—FRH）的相变温度，并使热释电系数峰值得到稳定。其最佳性能为室温时，εr=216，tanδ=0．20％，p=12．0×10^-4C／m^2·℃（持续温区为23-55℃），探测率优值FD=24．6×10^-5Pa^-1/2。

熔盐法制备大功率PMS-PZT压电陶瓷及强场性能研究

本文采用熔盐法制备了PMS-PZT压电陶瓷超细粉体,研究粉体粒度对PMS-PZT烧结特性和强场性能的影响.TEM结果表明,随着熔盐与粉体摩尔比逐渐增加,粉体粒度逐渐减小,当摩尔比超过5∶1,粒径大小几乎不变.当摩尔比为5∶1时,750℃预烧,可以获得分散性好粒径在0.2~0.3μm的超细粉体.摩尔配比为1∶1的粉体在1200℃条件下烧结制备的PMS-PZT压电陶瓷,可以获得最佳的综合性能：εr可达1 518,tanδ=0.515%（1 V/mm）,tanδ=2.62%（300 V/mm）,机电耦合系数kp可达0.65,压电常数d_（33）达到373 pC/N,机械品质因素Qm达到1 037.

Effect of sintering temperature and composition on microstructure and properties of PMS-PZT ceramics

The piezoelectric ceramics xPb(Mn1/3Sb2/3)O3-(1-x)Pb(Zr1/2Ti1/2)O3 (abbreviated as PMS-PZT) were synthesized by traditional ceramics process. The effect of sintering temperature and the amount of Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 (abbreviated as PMS) on phase structure, microstructure, piezoelectric and dielectric properties of PMS-PZT ceramics was investigated. The results show that the pure perovskite phase is in all ceramics specimens, the phase structure of PMS-PZT ceramics changes from tetragonal phase to single rhombohedral phase with the increasing amount of PMS. The dielectric constant εr, Curie temperature TC, electromechanical coupling factor kp and piezoelectric constant d33 decrease, whereas the mechanical quality factor Qm and dielectric loss tanδ increase with the increasing amount of PMS in system. The optimum sintering temperature is 1 200?1 250 ℃. It is concluded that the PMS-PZT (x=0.07) ceramics sintered at 1 250 ℃ is suitable for high-power piezoelectric transformer. These properties include εr= 674.8, tanδ=0.005 25, kp=0.658, Qm=1 520, d33=230 pC/N, Tc=275 ℃.

CeO_2掺杂对Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3基压电陶瓷相结构及性能的影响

采用传统固相烧结法制备Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3∶xCeO_2(简称PSBSM-PZT)压电陶瓷样品。研究不同CeO_2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明:当CeO_2掺杂量x≤0.5%(质量分数,下同)时,陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO_2掺杂含量的增加,陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO_2掺杂含量的进一步增加,陶瓷中出现焦绿石相,虽然陶瓷中已经出现焦绿石相,但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷;CeO_2掺杂具有细化晶粒的作用,当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰,晶粒之间的结合相对致密,晶界处气孔率低,陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主;当x=0.25%时,陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能:d_(33)=346pC/N,k_p=0.60,Q_m=1396,ε_r=1309,tanδ=0.474%。

Pb_(0.92)Sr_(0.08-x)Ba_x(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3的制备与性能研究

采用传统固相烧结法制备了Pb0.92Sr0.08-xBax（Sb2/3Mn1/3）0.05Zr0.48Ti0.47O3（PSBSM-PZT）压电陶瓷样品。研究了不同Sr2＋、Ba2＋掺杂含量对样品的相结构、微观形貌、压电和介电性能的影响。结果显示：所有样品均为钙钛矿结构。而当x=0.02-0.06时,陶瓷样品组分位于准同型相界区（MPB）。由于位于准同型相界区域的陶瓷样品对于电畴的转向具有促进作用,所以处于MPB区域的陶瓷样品具有较大的压电和介电性能,但同时由于电畴转向带来的较大内摩擦和结构损耗,从而提高了材料的机械损耗和介电损耗。当x=0.02时的陶瓷样品获得最佳的综合性能：d33=346 pC/N,kp=0.58,Qm=1217,εr=1724,tanδ=0.774%。