鋯鈦酸鑭鉛陶瓷制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、本研究系統(tǒng)論述了La元素?fù)诫s對(duì)PLZT鐵電陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)及電性能的影響，解釋了La元素含量變化對(duì)一組穿越準(zhǔn)同型相界(MBP)的化學(xué)組分的PLZT鐵電陶瓷微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理的影響，建立了PLZT鐵電陶瓷微觀結(jié)構(gòu)與電性能之間的關(guān)系，并采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)燒結(jié)工藝成功制備了高質(zhì)量的準(zhǔn)同型相界鐵電陶瓷4/56/44PLZT。在這一工作的基礎(chǔ)上，又通過Fe3+離子摻雜PLZT起到的電位補(bǔ)償效應(yīng)對(duì)La元素?fù)诫s導(dǎo)致的PLZT鐵電陶瓷晶格的過分畸變進(jìn)行一定

2、程度的調(diào)節(jié)，使得燒結(jié)得到的陶瓷晶粒更為均勻和細(xì)小。另外，利用準(zhǔn)同型相界鐵電陶瓷4/56/44PLZT的光生伏特智能效應(yīng)，進(jìn)行了應(yīng)用技術(shù)的理論探索，成功建立了微小型光電馬達(dá)的模型，并從理論上驗(yàn)證了馬達(dá)的可行性。 首先，通過傳統(tǒng)的直接化學(xué)反應(yīng)法制粉，并結(jié)合冷等靜壓技術(shù)(CIP)壓片，采用PbZrO3氣氛粉埋燒的固相反應(yīng)燒結(jié)工藝，成功制備了Pb1-xLax(Zr0.56Ti0.44)1-x/4O3(x=0.02，0.04，0.06，0

3、.08，0.10，0.12，0.125)系列陶瓷，對(duì)其進(jìn)行了XRD、SEM、介電測(cè)試、溫譜測(cè)試及部分壓電測(cè)試。經(jīng)分析得出了La元素?fù)诫s含量對(duì)PLZT陶瓷結(jié)構(gòu)和電性能的影響關(guān)系，成功建立了PLZT鐵電陶瓷微觀結(jié)構(gòu)演化機(jī)理與陶瓷電性能之間的關(guān)系模型。 其次，開展了Fe3+離子摻雜PLZT的制備，著重研究了Fe元素?fù)诫s含量變化對(duì)Pb0.96(La1-zFez)0.04[Zr0.56Ti0.44]0.99O3陶瓷微觀結(jié)構(gòu)和電性能的影響，

4、以及燒結(jié)時(shí)間對(duì)陶瓷微觀結(jié)構(gòu)和電性能的影響。研究表明，F(xiàn)e元素?fù)诫s起到了電位補(bǔ)償效應(yīng)，對(duì)La元素?fù)诫s導(dǎo)致的PLZT鐵電陶瓷晶格的過分畸變?cè)谝欢ǔ潭鹊玫搅苏{(diào)節(jié)，使得晶粒尺寸減小，晶粒分布更為均勻。其中Fe元素含量為3.6mol﹪時(shí)，在燒結(jié)時(shí)間均為2h條件下，制得的試樣具有最高的密度和最小的晶粒尺寸，且粒徑分布最均勻。在摻雜Fe元素矯正晶格畸變的同時(shí)，使得陶瓷的介電常數(shù)和介電損耗在較寬頻率范圍內(nèi)減小。對(duì)燒結(jié)時(shí)間參數(shù)的研究結(jié)果表明，燒結(jié)時(shí)間為2