PZT基陶瓷铁电－反铁电相界处各向异性的研究

本文研究了两个以ＰＺＴ瓷为基的系统：ＰＺＴ（Ｎｂ）和ＰＳＺＴ陶瓷在铁电－反铁电相界区域的压电和机电耦合等性能．结果表明，ＰＺＴ基陶瓷在该相界处具有高Ｋｔ和低Ｋｐ的性质．压电和机电耦合各向异性也比准同型相界要高，｜ｄ３３／ｄ３１｜＞５．５，Ｋｔ／Ｋｐ＞３．０．借助于电场诱导ＡＦ—Ｆ相变和反铁电双子晶格间的强耦合作用，对此现象作了较好解释．     

PMN—PZT压电陶瓷电疲劳研究

研究了电场强度、电源频率、晶粒尺寸及掺杂Ｓｎ元素等对常压烧结ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳的影响。并对ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳机理进行了初步的探讨。     

PZT／BIT复合压电陶瓷

研究了在（Ｐｂ０．９２Ｓｒ０．０８）（Ｚｒ０．５２Ｔｉ０．４８）Ｏ３基体中引入Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２压电第二相后复合陶疱的微观结构、力学性能以及电学性能。复合化提高ＰＺＴ基陶瓷的断裂韧性；而且可有效地控制复合化引起的压电性能的下降。     

准同型相界(MPB)附近BS-PT高温压电陶瓷研究

（1-x）BiScO3-xPbTiO3陶瓷（简记BS-PT）在x=64．0％附近存在一个从菱方晶系过渡到四方晶系的准同型相界，在此相界附近材料能获得优良的介电和压电性能．本文选取PbTiO3含量在64．0％-65．5％的准同型相界附近的材料组分，利用传统的固相烧结反应法合成了纯钙钛矿相结构的BS—PT陶瓷，通过对材料的相结构形成过程和内部形貌分析以及对介电、压电性能的研究，发现在x=64．5％的组分条件下，BS—PT陶瓷材料获得了准同型相界范围内的最优的压电性能，其室温压电常数d33可达500pC／N，且居里温度（Tc）达到了438℃，剩余极化强度和电致应变分别为44μC／cm^2和3．5‰．研究表明，准同型相界附近的BS-PT陶瓷是一种优良的压电换能器和传感器材料．     

PZT压电陶瓷制备中的粉体团聚问题

粉体团聚是影响PZT压电陶瓷质量的主因素之一，对这一问题产生的原因、解决进行研究以及采取的措施，必将使PZT压电陶瓷的质量大大提高。     

PZT压电陶瓷的微观结构研究及能带计算

用固相反应烧结法制备了纯相ＰＺＴ及掺Ｌａ＾３＋、Ｎｂ＾５＋的ＰＺＴ压电陶瓷片，利用计算机程序ＰＯＷＤ１２模拟出了样品的空间位置，从理论上说明了样品在居里点以下具有压电性能。用ＸＰＳ现代测试手段分析了样品中电子的分布情况。根据固体物理中的能带论，用量子化学方法计算了ＰＺＴ压电陶瓷的带结构，理论计算与ＸＰＳ测试吻合较好。     

PNW-PMS-PZT压电陶瓷准同型相界的压电性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PNW—PMS—PZT四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明,所有陶瓷样品的相结构为纯钙钛矿相结构;研究了室温下PMS含量,PNW 含量和Zr/Ti的变化对准同型相界的影响规律,实验表明随着PMS、PNW含量和Zr/Ti的增加,材料体系逐渐由四方相向三方相过渡,获得了处于准同型相界附近的材料组成:PMS 的含量在5—6mol%、PNW的含量在2—3mol%、PZT的含量在91—93mol%、Zr/Ti的变化靠近50/50,同时具有高的机电性能.     

铈掺杂对PZT压电陶瓷性能的影响

研究了铈掺杂对PZT(锆钛酸铅)压电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响,并对实验结果做出物理机理的解释.实验结果表明,适量的铈掺杂有利于材料结构的致密,提高了体电阻率,解决了材料在高温高场下极化困难的问题,在铈掺杂量为0.4%(摩尔分数)时,制备出综合性能良好的PZT压电陶瓷:室温时εr=958,tgδ=0.24%,d33=239pC/N,Kp=0.45,Qm=886,适合制备大功率压电陶瓷.     

PZT多元系固溶体压电陶瓷中的正电子湮没研究

测量了不同组成的ＰＺＴ多元系固溶体瓷中的正电子寿命谱,根据测得的寿命谱参数,得到反映该压电陶瓷完整体性质的自由态湮没寿命Ｔｆ值,并了影响Ｔｆ的因素。     

驰豫型铁电本在准同型相界的压电性能

ＰＭＮ、ＰＺＮ、ＰＮＮ等驰豫型铁电体与ＰＴ形成的溶体在准间型相界附近具有良好的压是性能。在ＰＭＮ、ＰＺＮ的单晶材料中,Ｋｐ高达９２％,ｄ３３达到１５００ＰＣ／Ｎ,在以ＰＭＮ,ＰＺＮ、ＰＮＮ为基的陶瓷材料中,ｄ３３分别达到６９０ＰＮＣ／Ｎ和５４０ＰＣ／Ｎ,Ｑｍ在１００左右,这类材料的共同特点是机电耦合系数和压电系数较大,而品质因数较小,在压电换能器和致返回顺领域具有很好的应用前景。     

改性PZT陶瓷的大场诱应变效应

研究了改性锆钛酸铅（ＰＺＴ）陶瓷材料的场诱应变性能与组成的变化关系。结果表明，材料组成选取既位于９０°畴成份占较大比例的菱方相，且处于机电耦合特性较强的相界处，同时采用适量的等价离子Ａ位取代以及适量的Ａ位和Ｂ位施主掺杂，有利于实现大场诱应变小滞后特性。     

具有新型准同型相界的多元系无铅压电陶瓷的研究

汲取了锆钛酸铅材料在改性工艺中采用多元体系的工艺途径的经验,开发具有新型准同型相界的碱金属铌(钽和锑)酸盐为基的无铅压电组成。考虑到新型无铅压电陶瓷的开发在很大程度上受制于同时具有高居里点和四方结构的铁电相的有限选择的事实,在碱金属铌(钽和锑)酸盐的基础上添加另一铁电组元,从而形成具有新的准同型相界的多元系的高性能的无铅压电组成。研究了这些新的固溶体系的烧结特性,电性能的组成依赖性,成功地制备了具有自主知识产权的高性能的无铅压电新组成。     

准同型相界附近PZT压电陶瓷电致疲劳性能研究

研究了准同型相界(morphotropic phase boundary 简称MPB)附近不同组分的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷在交流电场下的电致疲劳特性.发现电场频率对材料的电致疲劳性能有较大影响.高频电场下不同组分PZT材料的疲劳现象均不明显;低频电场下,不同组分的PZT材料疲劳特性差异较大.分析认为氧空位及其缔合缺陷偶极子在不同频率交变电场下的响应差异是其主要原因.拉曼光谱分析表明,低频疲劳后准同型相界区材料中部分菱方相转变为四方相,使其抗疲劳性能下降.     

铟掺杂PZT铁电陶瓷性能研究

采用传统固相烧结法制备In2O3掺杂的锆钛酸铅(PZT)铁电陶瓷,研究了In2O3掺杂量对PZT铁电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、压电性能及铁电性能的影响。研究结果表明,随着In2O3掺杂量的增加,PZT材料在准同型相界处三方相增加四方相减少,适量掺入In2O3有利于晶粒均匀生长。在不同的铟掺杂剂量下,PZT陶瓷材料分别具有最佳的铁电及压电性能。当铟掺杂量为0.1%(质量分数)时,PZT材料具有最佳的铁电性能,其剩余极化强度为23.43μC/cm2,矫顽场为9.783kV/cm。当铟掺杂量为0.3%(质量分数)时,PZT材料具有最好的压电性能,其tanδ=0.023,d33=540pC/N,εr=1513,Kp=0.764,Qm=1819。     

PZT压电陶瓷表面局部化学镀铜-镉合金

研究了PZT压电陶瓷表面局部化学镀覆Cu-Cd合金电极的新工艺、新型活化钯液及其简单活化操作,测定了镀层的主要性能。     

Sm掺杂增强PZT基弛豫型铁电陶瓷压电性能研究

锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷是一类应用非常广泛的功能材料,可应用于水声换能器、压电马达、医疗超声换能器以及声表面波滤波器等。通过改性提高PZT基压电陶瓷的压电性能一直是该领域的研究热点。本工作采用传统固相反应法制备了准同型相界(Morphotropic Phase Boundary, MPB)组分的Sm-0.25PMN-0.75PZT压电陶瓷,并对其微观结构以及宏观性能进行了系统研究。研究结果表明:引入Sm³⁺可以增强压电陶瓷的局域结构异质性,提升介电响应从而提高压电性能。当Sm³⁺引入过多时,铁电极化的长程连续性被大面积打断,压电性能下降。本实验中得到的最优组分压电陶瓷性能为:高压电系数d₃₃～824 pC/N,高压电电压常数g₃₃～27.1×10^–3m²/C和相对较高居里温度T_C～178℃,电致应变在室温至150℃范围内低于5%,有较好的温度稳定性,是极具应用前景的高性能压电材料。     

关于PZT压电陶瓷低温活化烧结的研究进展

从原料制备、烧结助剂、烧结工艺等方面详细介绍了促进PZT压电陶瓷低温活化烧结的方法,分析了晶体缺陷促进活化烧结的原理,并简要说明了烧结技术的发展方向.指出,在材料制备与应用的过程中,缺陷的生成对研究活化烧结工艺、降低制造成本以及制备性能优良的PZT压电陶瓷都具有重要的意义.     

PZT压电陶瓷制备中的几个问题

影响PZT压电陶瓷质量的主要因素有粉体团聚、化学计量及老化等.本文对这些问题产生的原因,解决这些问题所进行的研究以及采取的措施进行了论述,并对PZT压电陶瓷的发展提出了几点建议.     

锆钛酸铅压电陶瓷PZT7的形状记忆效应研究

提出了一种新的方法可以使锆钛酸铅压电陶瓷PZT7具有形状记忆效应.用自制的sawyer-Tower电路测试得到PZT7方形样品发生极化反转对应的电场强度大约为130kV/cm.当施加对称的饱和极化电压370V时,PZT7/Si(109/146μm)悬臂梁端部的变形一电场曲线呈现典型的"蝴蝶"形状.在外电场为0时,悬臂梁端部的变形为0.如果施加不对称的极化电压,悬臂梁端部的变形--电场曲线发生明显的变化.不同的反向极化电压使悬臂梁端部产生不同的变形,而且,电压和变形是一一对应的.因此,在外电场为零时,PZT7/Si悬臂梁可以具有多个不同的稳定位置,表现出明显的形状记忆效应.实验表明,对于长度为15.5mm的PZT7/Si悬臂梁而言,当施加的反向极化电压从120V回到0时,悬臂梁端部产生的变形最大,为68.5μm.