论文部分内容阅读
铁电陶瓷材料具有较好的介电和压电性能,尤其是具有较高居里温度的陶瓷材料,在很多领域广泛应用,一直以来都是受到关注,并进行了大量的研究。虽然含铅陶瓷对环境有一定的危害,但是由于其无可比拟的性能特征,目前仍然有很高的研究及应用价值。PZT压电陶瓷材料是目前在工业上应用最广泛的压电材料,人们对它的研究也较为广泛。与PZT相比,弛豫性铁电体PT居里温度较高,一般在490℃左右,并且该铁电体具有较高的机电耦合系数和压电系数。Hf与Zr同一主族,虽然Hf4+离子与Zr4+离子质量差别较大,但是Hf4+离子与Zr4+离子半径相差不大,具有相近的离子极化率,研究发现PHT陶瓷也具有较好的电学性质。目前对PYN-PT陶瓷的研究较为成熟,该陶瓷体系具有较高的居里温度(360℃),但是二元陶瓷体系相界较窄,对制备条件的要求较高。本课题选取三元系Pb(Yb1/2Nb1/2)O3-PbHfO3-PbTiO3陶瓷进行研究,对该三元体系进行初步的分析,选择不同的制备工艺进行制备,比较选择一种合适的方法制备样品。对不同条件下制备的样品分析其性能,进一步优化制备条件,最终得到高质量的陶瓷样品。在确定的合适条件下对不同组分陶瓷样品进行制备,对制备好的一系列样品进行测试分析,可以初步确定该陶瓷体系的准同型相界,对不同组分进行微观形貌测试,分析组分对微观物理机制的影响。本文还对样品进行电学性质的表征,分析最大极化强度,剩余极化强度,矫顽场随组分的变化规律;测试其介电温谱,确定居里温度及其组分依赖性,根据铁电性质进一步确定相界。探究样品的极化条件,在适当的条件下对样品进行极化处理,测试压电系数d33,测试常规电学性质机电耦合系数kp和机械品质因数Qm,找出它们的变化规律,最终确定体系的准同型相界。经过一系列的测试发现,该体系陶瓷材料具有较高的居里温度,居里温度接近400℃,并且具有较好的电学性能。