PNN-PZT壓電陶瓷材料的低溫燒結特性研究.pdf

1、隨著便攜式電子產品朝小、輕、薄的方向發(fā)展,多層片式結構在壓電變壓器、揚聲器和濾波器等方面得到廣泛應用,其關鍵技術是陶瓷材料和內電極間的匹配。鑒于內電極用賤金屬銀高電導率、低熔點(960℃)的特點,與之共燒的陶瓷材料在具有高壓電常數d33、高機電耦合系數Kp、低介電損耗tanδ和低機械品質因數Qm等電學性能的同時,還必須具有較低燒結溫度。本文以綜合性能優(yōu)良的Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3壓電陶瓷為研究對象,開展了

2、陶瓷低溫燒結特性的研究。
　　首先,對Zr/Ti比和PNN/PZT比進行調整,以優(yōu)化Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3陶瓷配方。實驗結果表明,當Zr含量為0.41,PNN含量為0.35時,0.35Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.65Pb(Zr0.41Ti0.59)O3(PNN-PZT)陶瓷在1230℃燒結的綜合性能最佳:d33=629pC/N,Kp=0.75,Qm=66,ε33T/ε0=3860,tan

3、δ=0.0134。
　　在上述基礎上,為實現陶瓷的低溫燒結,分別選取0.5PbO-0.5B2O3玻璃和0.1wt.％CuO-xwt.%LiBiO2作助燒劑,研究了不同含量助燒劑對PNN-PZT陶瓷的燒結特性、相結構、微觀形貌及電性能的影響。研究表明,當0.5PbO-0.5B2O3玻璃添加量為0.5wt.%時,陶瓷在1060℃致密燒結,綜合性能最佳:d33=479pC/N,Kp=0.55,Qm=79,ε33T/ε0=2904,tan

4、δ=0.0166;當添加0.1wt.%CuO-1wt.%LiBiO2助燒時,燒結溫度可降至1000℃,且綜合性能較0.5wt.%0.5PbO-0.5B2O3玻璃助燒時更優(yōu):d33=538pC/N,Kp=0.62,Qm=61,ε33T/ε0=3381,tanδ=0.0161。
　　最后,選擇PNN-PZT+0.1wt.%CuO-1wt.%LiBiO2作為研究對象,采用過量PbO摻雜的方法,以消除PbO揮發(fā)不可完全抑制對陶瓷電性能的影