Sr、Mn离子掺杂PMS-PZT压电陶瓷相组成与性能研究

作     者：甘有为 严继康 杨坚 徐腾威 甘国友 易健宏 GNA You-wei;YAN Ji-kang;YANG Jian;XU Teng-wei;GAN Guo-you;YI Jian-hong

作者机构：昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2019年第38卷第2期

页      面：543-547页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51362017) 

主　　题：PMS-PZT 准同型相界 Sr/Mn掺杂 压电性能 介电性能 

摘      要：针对聚焦超声换能器用压电陶瓷,采用传统的固相法制备Pb_(1. 04)(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_(0. 05)Zr_(0. 47)Ti_(0. 48)O_3+x%SrCO_3+y%MnO_2(x+y=0. 3)(PMS-PZT)三元系压电陶瓷。使用正交实验分析方法研究添加不同比例的Sr、Mn离子后PMS-PZT压电陶瓷电学性能的变化。讨论了在准同型相界(MPB)随着掺杂元素相对含量的改变对压电陶瓷的相对介电常数εr、机电耦合系数k_p、机械品质因数Q_m和压电常数d_(33)的影响。通过研究发现:在900℃煅烧,1180℃烧结保温2 h,当x=0. 15时,三方相和四方相共存且三方度最大,得到综合性能优良的压电陶瓷材料:密度ρ=7. 84 g/cm^3、压电常数d_(33)=336 p C/N、机械品质因数Q_m=1889、机电耦合系数k_p=0. 63、相对介电常数ε_r=1479,采用此工艺制备的压电陶瓷完全满足高强度超声换能器用的压电材料。