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第1章绪论
1.1引言
1.2 PZT压电陶瓷的结构
1.2.1钛酸铅晶体结构
1.2.2 PbZrO3晶体结构
1.2.3 PZT结构特点
1.3 PZT陶瓷的研究现状
1.3.1锆钛酸铅(PZT)超细粉体制备
1.3.2 PZT陶瓷的压电性能
1.4纳米复合陶瓷的增韧机理概述
1.4.1弥散细化理论
1.4.2“晶内型”结构理论
1.4.3“晶界型”韧化机理
1.4.4“钉扎”理论
1.4.5断裂模式的改变
1.4.6残余应力场作用
1.5 PZT的增韧
1.6本论文研究的意义和内容
1.6.1研究的意义
1.6.2研究的主要内容
1.6.3研究的创新点
第2章试验材料与研究方法
2.1试验用主要原料
2.2试样的制备方法
2.2.1溶胶-凝胶法合成粉体
2.2.2混合氧化物固相法合成PZT粉体
2.2.3 PZT陶瓷的制备
2.3试样性能测试及表征
2.3.1热重和差热分析
2.3.2傅立叶-红外光谱分析
2.3.3粉末的X-射线衍射分析
2.3.4粉体表面形貌分析
2.3.5弯曲强度
2.3.6弹性模量的测试
2.3.7硬度的测试
2.3.8断裂韧性的测试
2.3.9 R曲线测试方法
2.3.10压痕裂纹的金相分析
2.3.11 PZT扫描电镜分析
2.4本章小结
第3章PZT陶瓷粉体的制备及表征
3.1 DSC/TGA分析
3.2 FT-IR分析
3.3粉体的XRD分析
3.4粉体的SEM分析
3.5本章小结
第4章PZT陶瓷的力学性能
4.1弹性模量
4.2弯曲强度
4.3硬度
4.4非极化状态PZT陶瓷的断裂韧性
4.5极化PZT陶瓷的断裂韧性各相异性的分析
4.5.1极化PZT陶瓷的电畴结构及力致畴变现象
4.5.2畴变与断裂韧性的关系
4.6极化状态PZT陶瓷的力学性能
4.6.1极化状态纳米复合PZT陶瓷弯曲强度
4.6.2极化状态纳米复合PZT陶瓷的弹性模量
4.6.3极化状态纳米复合PZT陶瓷的断裂韧性
4.7极化状态纳米复合PZT陶瓷与普通PZT陶瓷力学性能
4.8 PZT陶瓷断口的SEM分析
4.8.1压痕裂纹断口形貌
4.8.2 PZT陶瓷的扩展区断裂特征
4.9断口分形的模拟分析
4.9.1 PZT陶瓷断口的分形特征
4.9.2断口面的分形维数分析
4.10本章小结
第5章PZT陶瓷强度Weibull统计分析与R曲线模拟分析
5.1 Weibull统计方法基本原理
5.2普通PZT陶瓷的Weibull分布
5.3纳米复合PZT陶瓷的Weibull分布
5.4 R曲线分析
5.4.1压痕载荷与强度关系
5.4.2 R曲线特征
5.5畴变带的形成
5.6极化方向R曲线变化的原因
5.7陶瓷lgσ-lgP关系与Kr-C曲线的关系
5.8强度-裂纹深度曲线特征
5.8.1材料的强度曲线σ,f-C描绘
5.8.2 R曲线分析PZT陶瓷的可靠性
5.9本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得科研成果
致谢