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《西北工业大学》 2004年
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PMS-PZN-PZT基压电陶瓷结构及性能研究

赵鸣  
【摘要】: 本文阐述了压电变压器用陶瓷的研究背景和意义,简要回顾了相关理论,并指出领域内研究存在的一些问题,在此基础上对压电变压器用陶瓷材料组分设计的原则做出了有益的补充。 为获得具有高的机电耦合系数Kp,高的机械品质因数Qm的高性能压电陶瓷,采用二次合成法制备了不同Zr/Ti比的铌锌酸铅-锆钛酸铅基(PZN-PZT)三元系压电陶瓷材料,研究了Zr/Ti比变化对陶瓷结构和性能的影响规律,发现Zr/Ti比增大除了可以使陶瓷的相结构由四方相向三方相转化外,还降低了陶瓷的结构的稳定性,使Tc温度下降。 为提高PZN-PZT基压电陶瓷的机械品质因数Qm,在陶瓷的组成中添加了锑锰酸铅(PMS),采用固相陶瓷制备技术合成了纯钙钛矿相的锑锰酸铅-铌锌酸铅-锆钛酸铅(PMS-PZN-PZT)基四元系压电陶瓷。研究了PMS/PZN相对量对陶瓷结构和性能的影响规律。发现多元压电陶瓷材料中,无论是主加组元还是微量掺杂,预烧阶段,它们在陶瓷中的作用都表现为单独离子对陶瓷结构和性能所起的作用。烧结后,随着PMS/PZN相对量的提高,陶瓷晶体结构由四方相向三方相转化,同时稳定性下降。 在PMS-PZN-PZT基陶瓷中微量掺杂Nb、Mn可有效提高陶瓷的机械品质因数,同时促进陶瓷的烧结,得到致密化的陶瓷。在此基础上微量掺杂Ce,可进一步促进晶粒的生长,但Ce的添加劣化了陶瓷的性能。 在组分优化的基础上获得了高性能的PMS-PZN-PZT基压电陶瓷,具体性能指标如下:ρ7.84g/cm~3,ε_r1295,tanδ=0.0038,d_(33)=304;Kp=0.62;Qm=1220;Tc 300℃。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB321

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【引证文献】
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【同被引文献】
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10 李福良;基于PA85的新型压电陶瓷驱动电源[D];合肥工业大学;2004年
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