PMN-PFN-PFW基電致伸縮材料制備及性能研究.pdf

1、為了提高鉛基陶瓷在電致伸縮材料應(yīng)用方面的性能，保證良好的介電性能，同時(shí)降低陶瓷的燒結(jié)溫度,本文對(duì)鈮鎂酸鉛[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-鈮鐵酸鉛[Pb(Fe1/2Nb1/2)O3]-鎢鐵酸鉛[Pb(Fe2/3W1/3)O3]三元系統(tǒng)進(jìn)行了研究。組成為0.2Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-(0.8-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-xPb(Fe2/3W1/3)O3(其中，x=0.20，0.24，0.28，0.32，0.36，0

2、.40，0.44，0.48)。并通過Mn2+摻雜以降低介電損耗。通過X射線衍射(XRD)對(duì)合成后材料的晶相進(jìn)行了分析，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了樣品表面的顯微結(jié)構(gòu)，并且對(duì)Mn2+摻雜的PMN-PFN-PFW電致伸縮材料微位移器件進(jìn)行了老化性能、溫度穩(wěn)定性、最大滯后及場(chǎng)強(qiáng)-應(yīng)變研究。 ⑴二次合成法與一次合成法(傳統(tǒng)氧化物混合法)的工藝相比，采用二次合成法時(shí)粉料合成得更完全，燒結(jié)后陶瓷晶粒更大，介電常數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一次合成法。使

3、用二次工藝800℃預(yù)燒時(shí)可成功制備出純鈣鈦礦相結(jié)構(gòu)的PMN—PFN-PFW粉體。900℃燒成保溫2h-3h時(shí)，0.2PMN-(0.8-X)PFN-xPFW陶瓷的性能達(dá)到最佳。隨著PFW含量x的增加，居里溫度Tm下降；當(dāng)PFW含量x=0.40時(shí)介電常數(shù)出現(xiàn)極值。 ⑵Mn2+摻雜的陶瓷介質(zhì)損耗大大降低。改變Mn2+摻雜量，對(duì)樣品的各項(xiàng)性能指標(biāo)影響較大，隨著Mn2+含量的增加，居里溫度下降。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在摻雜wt1.0％Mn2+

4、時(shí)0.2PMN-0.52PFN-0.28PFW陶瓷的綜合性能達(dá)最佳值：體積密度D=8.22/g·cm-3，居里溫度Tm=40℃，峰值相對(duì)介電常數(shù)εr=9212，介電損耗tanδ=0.010，體積電阻率ρv=4.6x 1012Ω·cm。 ⑶對(duì)摻Mn2+的PMN-PFN-PFW陶瓷通過軋膜等工藝及機(jī)械式串聯(lián)、電學(xué)式并聯(lián)方法制備了多層獨(dú)石結(jié)構(gòu)的電致伸縮微位移器件。1500v/mm場(chǎng)強(qiáng)下的應(yīng)變s=3.6x10-4。隨測(cè)量溫度增加，位移量