PNNZT三元系压电陶瓷的B位氧化物制备工艺和性能研究

摘要

本文将B位氧化物前驱体工艺引入PNN-PZT(Pb(Ni1／3Nb2／3)O3-Pb(Zr,Ti)O3)三元系压电陶瓷的制备中。对该系统B位氧化物前躯体的合成温度进行了探索,同时对烧结温度和锆钛比对该系统的压电、介电以及机电等性能的影响进行了研究。通过TG、DTA和XRD等分析手段对B位氧化物前躯体的合成温度进行了研究,结果表明在1355℃时可以合成具有单一相结构的B位氧化物前躯体,基于此,加入氧化铅合成并烧结后可以得到具有单一钙钛矿结构的PNN-PZT压电陶瓷,从而成功的避免了焦绿石相的产生,提高了PNN-PZT压电陶瓷的综合性能。通过压电陶瓷的各种性能对比研究了不同烧结温度和不同锆钛比对PNN-PZT的压电介电及机电等性能的影响,并结合XRD、SEM等手段对陶瓷结构和性能间的关系进行了分析。当1355℃合成B位氧化物前躯体,Zr／Ti为48／52,烧结温度为1220℃时得到相对最佳的性能。
　　 论文同时研究了Zr／Ti对,0.5Pb(Ni1、3Nb2／3)O3-0.5Pb(ZrxTi(1-x)O3准同型相界处性能的影响。将Zr／Ti为30／70-32／68时的试样与Zr／Ti为50／50时试样的结构与性能相对比,发现随着Ti含量的增加陶瓷的结构由三方相逐渐向四方相转变；Zr／Ti为30／70-32／68的试样比Zr／Ti为50／50的压电系数和居里温度有明显的提高。这是原因,在Zr／Ti为30／70-32／68的试样中钛的含量较高从而出现了一定量的PTd[PbTiO3),PT的结构为四方相且居里温度较高(490℃),所以一定程度上提高了试样的压电系数和居里温度。