PMMN-PZT四元系压电陶瓷材料的研究

研究了铌镁酸铅铌锰酸铅锆钛酸铅(PMMN-PZT)四元系统压电陶瓷材料的配方、工艺条件及对各项性能指标的影响。在相界附近研究了四种不同配方的PMMN-PZT压电陶瓷,通过SEM观察、性能测试、居里温度表征等手段,确定了较佳的配方组成、材料的烧结温度及极化制度。研究表明:所得PMMN-PZT压电陶瓷的较佳组成为0.06Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-0.44PbZrO3-0.44PbTiO3+0.2%质量分数的CeO2,适宜的烧结温度为1200 ,极化电场为3000V/mm,极化温度为150 。所制备的压电陶瓷的相对介电常数33T/0为1100;介质损耗tg为0.004;压电常数d33为290?0-12C/N,g33为28.0?0-3Vm/N;机电耦合系数kP为0.55;机械品质因数Qm为1200。

烧成制度及杂质对Mg-PSZ材料析出体形态和力学性能的影响

以阳泉产ＺｒＯ２ 原料为研究对象，通过控制烧成制度，即在烧结温度前保温（１６００ ℃） ，再在Ｃ 相区烧结固溶，经慢速冷却至１１００ ℃后再自然冷却到室温，可使基体中长出大小合适的析出体，获得较佳的力学性能。含１０ｍｏｌ％ ＭｇＯ 的 Ｍｇ － ＰＳＺ 材料强度可达７２８ ＭＰａ，韧性可达１２ ．３ ＭＰａ·ｍ１／２ ，与宜兴料相比较，可知少量杂质（Ｆｅ２Ｏ３） 可略降低材料的烧结温度，但对材料的力学性能无影响。通过ＳＥＭ 对选用不同烧成制度材料中析出体的形态进行了分析。

ZTM材料低温时效处理的研究

通过对ZrO2 增韧莫来石陶瓷 (ZTM)低温时效现象的研究 ,发现材料表面及内部存在的微裂纹是导致材料在 2 0 0～ 3 0 0℃时效处理后力学性能下降的重要原因 .在 5 0 0～ 60 0℃时效处理 ,材料力学性能提高主要源于可相变t-ZrO2 相对含量增加和由逆马氏体相变 (counter_martensitictransformation)引起的体积收缩使部分应力得以释放 .降低烧结体中t-ZrO2 晶粒尺寸或提高稳定剂Y2

ZTM_(15)(2Y)/Al_2O_3材料低温时效的研究

在 ZTM1 5 (2 Y)中加入 Al2 O3粒子 ,可以改善材料的微观结构 ,使 ZTM1 5 (2 Y)材料的室温力学性能提高。尤其是材料的断裂韧性 ,由 4.0 MPa· m1 / 2增至 7.8MPa· m1 / 2 ,其主要贡献源于微裂纹增韧。但由于 Al2 O3粒子的引入 ,增加了 ZTM1 5 (2 Y)基体中微裂纹的密度 ,所以不能有效抑制 ZTM1 5 (2 Y)材料低温时效处理力学性能下降现象 ,相反 ,将加速材料力学性能的退化。

氧化锆(氧化钇)增韧莫来石陶瓷的组成与强韧化机理的研究

本文采用常压烧结工艺制备ZrO2 增韧莫来石陶瓷 (ZTM)。通过调整ZrO2 、Y2 O3 含量制得不同组成的ZTM材料 ,其强度随ZrO2 加入量的增加经历了先上升而后下降的过程。在不同组成下 ,材料的强韧化机理不同。当ZrO2 ≤ 30vol%时 ,ZTM材料是以应力诱导相变增韧为主 ;ZrO2 >30vol% (如ZTM4 0 (2Y) ) ,材料则以微裂纹 ,裂纹偏转等强韧化机理为主 ;并且分散相ZrO2 晶粒的大小及分布均匀性等对强韧化机理的发挥有很大影响。

莫来石晶粒柱状生长对莫来石基陶瓷力学性能的影响

将ＡｌＦ３加入莫来石（莫来石／氧化锆）先质中，生坯试样经密闭处理及常压烧结，可获得莫来石柱状晶粒生长。实验结果表明：莫来石柱状生长使莫来石陶瓷在其强度不下降的前提下，韧性提高，且随柱状晶粒粒径增大而增加有类似架桥作用。ＺＴＭ（含ＡｌＦ３）材料韧性的提高是由于莫来石柱状晶粒生长使ｔ－ＺｒＯ２形态发生了变化，具有较大长径比或有尖角的不规则形态的ｔ－ＺｒＯ２晶粒容易发生应力诱导相变。

La2O3添加剂对ZTM陶瓷中柱状莫来石晶粒自生长的影响

在以富铝莫来石为基质的ＺＴＭ（２．０ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）材料中加入Ｌａ２Ｏ３，制备出致密烧结的ＺＴＭ（Ｌａ２Ｏ３）试样。试样显微结构由柱状莫来石晶粒和等轴状晶粒组成。Ｌａ２Ｏ３与莫来石中Ａｌ２Ｏ３反应生成ＬａＡｌ２Ｏ３，并作为高铝莫来石晶粒的晶种，在烧结过程形成的液相作用下发育长大为柱状莫来石晶粒。高铝莫来石晶种的存在是柱状莫来石晶粒生成的必要条件。