压电陶瓷是生产制作压电马达、压电变压器、涡街流量计等压电器件的材料基础。本研究直接根据各种压电器件对压电陶瓷的物理性能参数的要求,通过大量实验研究了以锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)为基的三元系压电陶瓷PMN-PZT、PMS-PZT、PZN-PZT和四元系压电陶瓷PMS-PZN-PZT、PMS-PMN-PZT、PZN-PMN-PZT.
压电陶瓷的性能指标如下:
(1) 自由介电常数 /e0:1000~6000;
(2) 介电损耗tand:(2~12)′10-3;
(3) 压电应变系数d33:300~600pC/N;
(4) 平面机电耦合系数kp:0.56~0.70;
(5) 机械品质因素Qm:100~2000;
(6) 居里温度Tc:280~400°C。
设备要求:球磨机、喷雾造粒机、自动压片机、烧结炉、电极烧渗炉、极化高压装置、阻抗频谱仪、d33准静态测试仪。
但在实际的操作过程中,邯郸压电陶瓷,中低温烧结的温度降低是有限的,低温工艺会提高PZT粉体制备的成本;添加剂的加入容易引入第二相,易降低其电学性能.研究表明[12],研究者常采用加入过量的氧化铅成分来弥补铅的损失.加入过量的氧化铅在烧结时呈现液相,有助于粉体的致密化行为,但却降低了烧结体的致密度.又由于在PbO液相中TiO2溶解度大于ZrO2的溶解度,过量的氧化铅有可能使烧结的PZT陶瓷中钛含量偏高.而铅的热损失机理有待于进一步研究.
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