PZT压电陶瓷制备工艺及性能研究.pdf

哈尔滨理工大学

硕士学位论文

PZT压电陶瓷制备工艺及性能研究

姓名：王佳

申请学位级别：硕士

专业：材料物理与化学

指导教师：汤卉

20090101
PZT压电陶瓷制备工艺及性能研究摘要x值忙O．48"-'0．56)超出了传统工艺方法可以合成的单相固溶体的组成范围。能都有所提高：旷1397，如=0．647，dss=389本文主要研究一种新的制备PZT基固溶体粉料和陶瓷的工艺方法一湿．干法。重点研究粉体的原料配比、烧结特性和陶瓷的烧成温度、成型压力，为进一步提高PZT陶瓷电性能，降低烧结温度，研究了掺杂Nb5+及含恒温时间及Nb5+掺杂前后对PZT陶瓷压电、介电性能的影响。首先，通过湿．法合成PZT固溶体的B位先驱体，经X射线衍射物相分析显示，该先驱体是具有ZrTi04结构的ZrxTil-x02单相氧化物固溶体，其中然后，将该先驱体与氧化铅通过固相反应(干法)合成PZT固溶体。利用XRD、SEM、ESCA和粒径分析仪等分析，确定了固相反应温度在750℃预烧2h可生成钙钛矿单相，PZT粉料颗粒的平均粒径达到113hill并得到准同型相界在x=0．52～O．54。对成型后的陶瓷进行烧结特性研究，通过分析烧结温度、成型压力，恒温时间等工艺参数对PZT陶瓷电性能的影响，确定纯PZT陶瓷达到致密且合适的成型压力为200MPa，烧结温度为1200℃，恒温时间为2h，在x=0．52具有最高的体积密度为7．80g／cm3，同时，电学性能达到最高：量对陶瓷的改性效果，实验证明Nb”的摩尔百分含量为0．02时，使PZT陶瓷可以在更低的温度(1070℃)下烧结，且烧结后PZT陶瓷的介电和压电性关键词湿．干法；PZT陶瓷；Nb离子改性哈尔滨理T人学T学硕I：学位论文e，．=1268，dss=328pc／N，Kp=0．615。pc／N。
ResearchpropertiesofCeramicsAbstractrange(萨O．50～0．56)exceedsthepreparingprocessandPZT397，％=O．647，method(wet-drymethod)forWet—drypowder,formingceramicinvestigated．Smallreaction(wet)betweenPbC03．XRD，SEM，amMorphotropicBoundary(MPB)wasmoulding．ThroughmadeMPa，sinteringvolumeceramic．Them01％Nb”．ceramic，Nb5+modifyonAnewpowderceramicsisproposed．Theeffectcomposition，sinteringconditionpressure，sinteringtemperaturesoakingtimedielectricpiezoelectricwasamoutNb”wasthenaddedthissystemadopingimproveproperties．First，B—siteprecursorperovskitepreparedviachemicalwetmethod．TheZrxTi1．x02solidsolutionsinglephasewithZrTi04fromXRD．Thecompositionlimitthatconventionalmethod．Second，PZTformedB．siteESCASedimentographalsoappliedidentifypowder．Itfoundoptimumcalcinationsperovskite．phaseabove750口．Thediameterll3PhaseX=0．52"-0．54．sinteringcharacteristicswerestudiedafteranalyzingelectricbyformingtime，itidentifiedcompactcouldbeobtainedat2001口and2h．Thehighestdensity7．80g／cm3268，d33=328pc／N，Kp=0．65x=0．52．Inorderdecreasetemperature．Nb”wasresultsrevealedenhancede,=1d33=389pc／Nadding0．02Keywordsmethod，PZT哈尔滨理丁人学T学硕l：学位论文tostructureaveragepressure，pressureer=1got-II．as
立型．弓勿奄日期：莎哆阴／日日期：溯尸年／月台同作者签名：童二E互一日期：≥d∥年／月6日哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明哈尔滨理工大学硕士学位论文使用