(Ba,Ca)(Sn,Ti)O3無(wú)鉛壓電陶瓷結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、本文以(Ba,Ca)(Sn,Ti)O3基(BCST)材料為基礎(chǔ)，通過優(yōu)化樣品的制備工藝制備具有較高壓電性能的 BCST陶瓷樣品，主要研究材料預(yù)燒溫度及燒結(jié)溫度對(duì)其壓電性能的影響，研究結(jié)果表明，經(jīng)過1200℃的溫度預(yù)燒后能夠完全形成純的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BCST陶瓷粉體，成型后的生坯經(jīng)1440℃溫度燒結(jié)后具有相對(duì)最優(yōu)的壓電性能。為了研究 Sn元素對(duì) BCST陶瓷材料性能的影響，通過改變 Sn含量，對(duì)比了Sn含量為0.07mol％-0.12mol

2、%范圍內(nèi)的樣品結(jié)構(gòu)及性能。研究結(jié)果表明，樣品的晶粒尺寸與Sn4+含量相關(guān)度不高。隨著Sn4+含量的增加，相結(jié)構(gòu)從四方相（T相）逐漸過渡到正交相（O相），樣品的O-T相變溫度點(diǎn)小幅度的增加，但是居里溫度卻大幅度的降低；矯頑場(chǎng)強(qiáng)和剩余極化強(qiáng)度呈現(xiàn)為先減小后增加的趨勢(shì)，當(dāng)Sn4+含量為0.08mol時(shí)，居里溫度為76℃，樣品的相結(jié)構(gòu)為O-T兩相共存，并且具有最高的壓電常數(shù)d33為627pC/N和逆壓電常數(shù)d33為824pm/V。
　　此

3、外，本文還研究了二氧化錳摻雜對(duì)(Ba0.94Ca0.06)(Sn0.09Ti0.91)O3陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明，二氧化錳的加入能夠使得(Ba0.94Ca0.06)(Sn0.09Ti0.91)O3從O-T兩相共存逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?T相，隨著二氧化錳量的增加，樣品的居里溫度逐漸降低，且出現(xiàn)明顯的介電弛豫。雖然二氧化錳的添加總體上降低了材料(Ba0.94Ca0.06)(Sn0.09Ti0.91)O3的壓電性能，但當(dāng)二氧化錳的添加量為0

4、.2 mo l%時(shí)，樣品的綜合性能較好，機(jī)械品質(zhì)因素Qm為146，介電損耗為0.013，壓電常數(shù)d33為547 pC/N。
　　最后，本文還嘗試通過壓碳熱處理促使材料產(chǎn)生氧缺位或缺陷以提高其壓電性能，研究了熱處理溫度對(duì)(Ba0.94Ca0.06)(Sn0.09Ti0.91)O3陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究結(jié)果表明， Ba0.94Ca0.06Sn0.08Ti0.92O3陶瓷經(jīng)過壓碳熱處理后，樣品的碳接觸面出現(xiàn)了氧缺位，造成了晶格畸變，