低溫共燒疊層PZT-PMS-PZN系大功率壓電陶瓷的制備和性能研究.pdf

1、實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的壓電陶瓷，有一半以上均為大功率壓電陶瓷。近年來(lái)，為了降低壓電陶瓷材料的驅(qū)動(dòng)電壓、縮短響應(yīng)時(shí)間、提高其整體性能、使用穩(wěn)定性和可靠性、增強(qiáng)其耐高溫、耐高濕和耐沖振等性能，低溫共燒大功率壓電陶瓷材料的研究受到了前所未有的關(guān)注和重視。
　　0.90Pb(Zr0.52Ti0.48)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-0.05Pb(Zn1/3Nb2/3)O3(0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN)四元系壓電

2、陶瓷具有優(yōu)異的電學(xué)性能(d33=369pC/N，Qm=1381,，kp=64％，tanδ=0.44%，T33e=1600),是大功率壓電陶瓷應(yīng)用的理想材料。本論文以此體系為基礎(chǔ)，首先研究了不同 Li2CO3添加含量對(duì)該體系低溫?zé)Y(jié)性能的影響。結(jié)果表明，Li2CO3可以降低該體系的燒結(jié)溫度，并且當(dāng)添加0.3 wt% Li2CO3，在900℃燒結(jié)時(shí)該體系壓電陶瓷具有最好的電學(xué)性能：d33=276pC/N, Qm=700, kp=46.1%,

3、 tanδ=0.24%, T33e=1033。此外，通過(guò)對(duì)比燒結(jié)助劑Li2CO3和CuO對(duì)材料低溫?zé)Y(jié)性能的影響發(fā)現(xiàn)，雖然添加燒結(jié)助劑Li2CO3對(duì)陶瓷電學(xué)性能的改善不如CuO，但其某些振動(dòng)性能優(yōu)于添加燒結(jié)助劑CuO。
　　同時(shí)，本文研究了0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN+1wt%CuO基陶瓷流延成型的具體工藝，優(yōu)化了各種工藝參數(shù)，最終確定了一套最佳的制備工藝。試驗(yàn)結(jié)果表明，流延成型方法制備的陶瓷性能明顯優(yōu)于固相反應(yīng)

4、法。
　　進(jìn)一步探索了低溫共燒多層0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN+1wt%CuO基陶瓷的工藝，并最終確定了其絲網(wǎng)印刷工藝，適合低溫共燒工藝的銀漿，最佳排膠、燒結(jié)和極化的工藝。通過(guò)對(duì)多層與單層陶瓷的性能比較發(fā)現(xiàn)，多層陶瓷介電損耗與單層相差不大,且機(jī)械品質(zhì)因數(shù)減小，但是其壓電系數(shù)和介電常數(shù)等性能與層數(shù)呈線性增加。并且測(cè)振實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)一步表明，多層陶瓷的振動(dòng)效果明顯優(yōu)于單層陶瓷。因此，相對(duì)于單層陶瓷，多層陶瓷具有更大的優(yōu)