摻雜改性對BCZT基無鉛壓電陶瓷結構與電學性能的影響.pdf

1、壓電陶瓷因其特有的機械能-電能相互轉化性能，在材料領域占有及其重要的地位。BCZT基無鉛壓電陶瓷因具有高的壓電性能，成為有望替代含鉛壓電陶瓷的新型壓電陶瓷材料。但BCZT基無鉛壓電陶瓷的居里溫度低、燒結溫度高等問題仍然沒有得到很大的改進。本文采用傳統固相燒結法制備BCZT基無鉛壓電陶瓷，分別研究了燒結溫度、La2O3、SnO2、Sm2O3摻雜對BCZT基無鉛壓電陶瓷的相結構、顯微結構以及電性能的影響。并進一步探討了SnO2、Sm2O3摻

2、雜對 BCZT無鉛壓電陶瓷的鐵電性能的影響。具體研究內容如下：
　　1.研究了燒結溫度對0.996 Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3-0.004BiYO3陶瓷相結構、顯微結構以及電學性能的影響。結果發(fā)現，當燒結溫度為1420℃時，陶瓷具有致密的顯微結構，其電學性能：d33=130 pC/N，kp=18.2％，εr=4225，tanδ=1.95%。
　　2.研究了La2O3摻雜對Ba0.85Ca0.15Zr0.

3、1Ti0.9O3-0.8wt.%SiO2陶瓷相結構、顯微結構以及電學性能的影響。結果表明，當La2O3摻雜量為0.4 wt.%時，陶瓷樣品的晶粒均勻，氣孔率少，具有致密的晶粒結構。且在此時陶瓷具有最優(yōu)的電學性能：d33=153 pC/N，εr=4487，tanδ=2.44%。
　　3.研究了SnO2摻雜對Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3-0.2wt.%CuO2陶瓷相結構、電學性能以及介電弛豫行為的影響。結果表明，當

4、SnO2摻雜量為0.3 wt.%時，陶瓷具有最優(yōu)的電學性能：d33=286 pC/N，kp=36.01%，εr=3118，tanδ=1.64%。對陶瓷樣品的介電性能研究結果表明，SnO2的摻雜使BCZT-Cu-x Sn陶瓷的居里溫度由86.1℃降低到67.4℃，且摻雜SnO2后的陶瓷其彌散系數γ=1.841，表現為典型的彌散相變特征與介電弛豫行為。
　　4.研究了Sm2O3摻雜對(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.89

5、3Mn0.005Y0.002)O3無鉛壓電陶瓷顯微結構、壓電性能、介電性能、擴散相變與介電弛豫行為的影響。結果表明，當 x=0.3 wt.%時，陶瓷具有最佳的綜合性能，即d33=171 pC/N，kp=20.45%，εr=5451，tanδ=2.03%。此外，對BCZTMY- x Sm陶瓷樣品的介電性能研究結果表明，Sm2O3摻雜使BCZTMY- xSm陶瓷的居里溫度降低，且摻雜Sm2O3后的陶瓷，由于摻雜異性元素引起B(yǎng)CZT晶格的內部