论文部分内容阅读
PZT体系,自发现以来,因其优异的压电介电性能,在电子产业中发挥着巨大作用,其主要应用于驱动器和传感器等电子器件。在大量实验中,人们发现当PbZr03:PbTiO3≈0.52:0.48时,即准同型相界附近,PZT有着良好的性能。为了进一步提高PZT的性能去满足某些器件的要求,实验中通常对PZT采取两种方式,一种是通过对PZT进行掺杂来提高其介电压电性能,另一种是加入弛豫铁电体形成三元体系。在所有的含铅的弛豫铁电体中,Pb(Zn1/3Nb2,3)O3(PZN)是其中最重要的弛豫铁电体之一目前的工作,主要集中在以PZT为基的三元陶瓷的研究,比如Pb(Fe1/2Nb1/2)03-Pb(Mg1/2Nb1/2)O3-PbZr0.52Ti0.48O3, Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3-Nb2/3)O3-PbZr0.52Ti0.48O3和Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-PbZr0.48Ti0.52O3,至今还没有关于Pb(Al1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZr0.52Ti0.48O3的报道,因此,本论文对xPAN-PZN-PZT体系陶瓷进行了制备和表征。本实验采用传统方法来制备xPZN-PZT体系陶瓷,通过研究发现：随着x的增加,xPZN-PZT体系的相结构从四方相向三方相转变,综合分析可以得出xPZN-PZT体系的准同型相界MPB在x=0.2-0.3附近。室温下,在x=0.2时,组分的最大室温应变量Stotal=0.47%,准静态压电系数d33为423pC/N,等效压电系数d33为570pC/N。本实验得到的比较好的配方是0.2PZN-0.8PZT,为下一步的实验奠定了基础。在最优配方基础上,本实验又成功设计制备了具有高电致应变特性的xPAN-(0.2-xPZN-0.8PZT体系的陶瓷,研究了其组分与相结构、介电、铁电和压电性能间的关系,主要结论如下：通过对xPAN-PZN-PZT体系的相结构和电学性能的分析,大致可以判断出该体系的准同型相界在x=0.02-0.05附近；当x=0.02时,陶瓷样品具有优异的介电铁电性能,其中饱和极化强度Pm为46.3μC/cm2,剩余极化强度Pr为42μC/cm2和Pr/Pm为90.5%,Tm为283℃,室温最大应变量Stotal=0.48%,Sneg=0.31%,准静态压电系数d33=410pC/N；发现PAN能够提高材料的场致应变,当x=0.1时,室温下,在3kV/mm的电场下可获得～0.24%的场致应变,等效压电系数高达767pm/V,可应用于位移控制等领域。