La掺杂对PLZT压电陶瓷及PLZT/PVDF复合材料结构及特性的影响

摘要

分别采用固相反应烧结法和注模法制备(Pb1-xLax)(Zr0.5Ti0.5)1-x/4O3(x=0.01～0.13)锆钛酸铅镧(lead lanthanum zironate titanate,PLZT)压电陶瓷和0-3型PLZT/聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)复合材料。用X射线衍射表征PLZT陶瓷结构。用热膨胀系数突变法测量Curie温度,并研究PLZT陶瓷及其复合材料的介电与压电性能。结果表明:随着La掺量从0.01增加到0.13,PLZT陶瓷的四方度逐渐减小,四方相逐渐向三方相转变;同时Curie温度从356℃线性下降到28℃;相对介电常数和介电损耗则逐渐增大;压电应变系数和机电耦合系数呈先增大后减小的趋势,在x=0.07处取得极大值,分别为224 pC/N和0.5;随着PLZT陶瓷相Curie温度的下降及压电特性的变化,0-3型PLZT/PVDF复合材料的相对介电常数和压电应变系数呈逐渐上升趋势,其中压电应变系数从20 pC/N增大到34 pC/N,可归因于陶瓷相极化的改善。