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压电与声光 2011年第1期33卷 105-107页

作者：刘相果冯小东蹇胜勇曾祥明中国电子科技集团公司第26研究所重庆400060

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备pnn-pzn-pzt压电陶瓷,并研究微量添加Na2O对烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明,Na2O的添加对材料的成型工艺要求严格,否则易造成成分偏析现象;Na2O的添加使材料的烧成温度范围变窄,... 详细信息

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备pnn-pzn-pzt压电陶瓷,并研究微量添加Na2O对烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明,Na2O的添加对材料的成型工艺要求严格,否则易造成成分偏析现象;Na2O的添加使材料的烧成温度范围变窄,陶瓷的压电常数降低约15%,含1%的Na2O的最佳烧结温度约为910℃,其介电常数εr=3 200,压电常数d33=487 pC/N,机电耦合系数kp=0.60,介电损耗tanδ=2%;Na+分布不均匀,在晶界的含量明显高于晶粒内部。

关键词：压电陶瓷 pnn-pzn-pzt 低温烧结成分偏析

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pnn-pzn-pzt多层自支撑压电厚膜的制备与性能研究

PNN-PZN-PZT多层自支撑压电厚膜的制备与性能研究

引用

作者：高骥风天津大学

学位级别：硕士

压电厚膜作为一种新型的压电材料,兼具了块体材料高驱动力、宽工作频率与薄膜材料、低工作电压、集成性好的优势。单层厚膜的压电性能往往较低,而通过并联多层厚膜,可以得到较高的压电性能。本实验采用pnn-pzn-pzt压电材料作为基本体系... 详细信息

压电厚膜作为一种新型的压电材料,兼具了块体材料高驱动力、宽工作频率与薄膜材料、低工作电压、集成性好的优势。单层厚膜的压电性能往往较低,而通过并联多层厚膜,可以得到较高的压电性能。本实验采用pnn-pzn-pzt压电材料作为基本体系,通过流延法制备流延厚膜,丝网印刷内电极制成多层并联结构后,烧结得到了多层自支撑压电厚膜,并针对厚膜的形变问题进行了进一步的实验。本文研究了流延工艺、排胶工艺、低温烧结、高温烧结、外掺杂、极化工艺、多层结构等一系列因素对厚膜性能的影响。使用Ag电极时,在900℃低温下烧结两小时,之后在120℃,2.2-2.8KV/mm的极化电压下极化15分钟,就可以得到9层厚膜的最佳压电性能为:d=1880 pC/N,tanδ=2.3%,ε/ε=1067,g=199.00mV·m/N,Pr=82.77μC/cm,同时断面EDX元素分析显示在该烧结温度下电极没有发生扩散和渗透。但是较低的烧结温度会造成厚膜大的气孔率。使用Ag-Pa电极在1000℃以上的高温进行烧结可以有效减少厚膜气孔率,提升压电性能,但是会造成厚膜大的形变。使用Cu、Mn外掺,在0.25%掺杂量时可以起到降烧作用。多层结构对于厚膜的压电系数、剩余极化强度、位移、整体强度都有很大的提升作用,9层厚膜的压电系数可以达到块体材料的7倍,而同等电压下的位移也可以达到块体材料的9倍。针对厚膜烧结过程中的形变问题,我们提出了改进牺牲层法和金属-陶瓷电极法两种方法。改进牺牲层法可以完全消除厚膜的形变,但是会限制厚膜的收缩从而影响其气孔率和电学性能;而金属-陶瓷电极法在完全不影响厚膜性能的前提下,虽然不能完全消除形变,但是仍然可以有效减少形变的数量。

关键词： pnn-pzn-pzt 厚膜多层结构自支撑压电性能

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pnn-pzt-ABO3准三元系压电陶瓷制备技术和性能研究

PNN-PZT-ABO3准三元系压电陶瓷制备技术和性能研究

引用

作者：陈洋合肥工业大学

学位级别：硕士

近年来,压电元器件的小型化和集成化对压电陶瓷的综合性能提出了更高的要求。特别地,在较低的烧结温度获得高的压电性能逐渐成为研究热点。本文以pnn-pzt基多元系固溶体作为研究对象,研究了pnn-pzt基多元系压电陶瓷准同型相界(MPB)处组... 详细信息

近年来,压电元器件的小型化和集成化对压电陶瓷的综合性能提出了更高的要求。特别地,在较低的烧结温度获得高的压电性能逐渐成为研究热点。本文以pnn-pzt基多元系固溶体作为研究对象,研究了pnn-pzt基多元系压电陶瓷准同型相界(MPB)处组成和性能的关系,同时对其低温烧结特性进行了研究。首先,研究了Zr/Ti比及烧结温度对pnn-pzn-pzt陶瓷微观结构和电学性能的影响。结果表明,随着Zr含量的增加相结构由四方相(T)向三方相(R)转变。当x=0.46时,在1260 C烧结2 h后,获得了高的密度和优异的电学性能:ρ=7.90 g/cm,?/?=4731,d=830 pC/N,k=0.655,T=184 C。然后,采用LiCO,CaCO和BiO作为复合烧结助剂,研究了LiCO含量对该组成烧结特性和电学性能的影响。发现了添加少量LiCO并没有改变体系的相结构,最优添加量为0.2 wt%。在900 C烧结2 h后,各项性能分别是:d=690 pC/N,k=0.603,?/?=4303,Q=55,可以满足Ag浆做内电级的要求;在1050 C烧结2 h后获得了最佳的性能:d=780 pC/N,k=0.658,?/?=4620,Q=48可以满足80Ag-20Pd浆做内电极的要求,结果表明,在多层压电器件领域具有巨大应用潜力。其次,基于BZT高的居里温度和优异的电学性能,本文对pnn-BZT-pzt陶瓷进行了系统的研究。研究了(0.9-x)pzt-0.1pnn-xBZT(x=0-0.24)陶瓷随不同BZT含量的相结构变化,烧结行为,微观结构和应变特性。结果表明,BZT能有效降低该体系的烧结温度,而且诱发了从铁电R相到弛豫T相的相转变。当x=0.12-0.18时,组成位于MPB区域。当x=0.16时,获得最优的电学性能:d=610 pC/N,k=0.58,?/?=2518。特别地,在加载第一周期的电场下,可以观察到明显不对称的双极应变曲线。非原位X射线衍射数据结果表明,这种现象应该归结于单一R相组成中电场诱导的不可逆晶格收缩或单一T相组成中的晶格伸长。由于在相界处电场诱导了不可逆T-R相变,两种应变贡献的综合效应让我们观察到不可逆应变S值在x=0.12达到最大。

关键词：准同型相界 pnn-pzn-pzt 低温烧结 pnn-BZT-pzt 电学性能

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