PZT95/5粉体的冲击合成与活化改性的研究

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锆钛比为95/5的锆钛酸铅[化学式为Pb(Zr0.95Ti0.05)O3,简称为PZT95/5]是一种具有ABO3钙钛矿型结构的铁电体,主要应用于铁电体爆电电源,具有储能密度高,体积小等优点,在武器方面有着特殊的应用前景,尤其是在核武器的中子产生器电源上,所以对其研究具有重要的国防应用价值。 PZT95/5粉体的制备方法主要有固相法和液相法,研究已相对较成熟;而冲击波技术是制备高性能粉体的另一种途径,已被广泛用于材料的合成和活化改性。本研究正是利用自行研制的平面冲击波加载回收装置成功完成了PZT95/5粉体的合成与活化改性,得到了分散性好、粒度分布均匀的高活性亚微米级PZT95/5粉体。为制备高性能PZT95/5粉体探索了一种新方法,同时扩大了冲击波技术的应用领域,尤其是利用平面冲击波加载回收装置直接冲击合成PZT95/5粉体在国内还未见公开报道。而把样品腔个数定为四,集冲击合成与活化改性于一体,提高了装置利用率的同时还增加了样品的可比性。实验中冲击条件通过飞片厚度来控制和调节,根据理论估算,选择了2mm、3mm、4mm、5mm四种厚度的飞片,它们的击靶速度依次为:3.06km/s、2.63km/s、2.32km/s、2.08km/s,并且实验中很好地实现了冲击波的平面性。 通过对实验结果的分析讨论,探讨了PZT95/5粉体冲击合成和活化改性的机理。冲击合成和活化改性后的PZT95/5粉体,均有明显的晶粒细化和较大的晶格畸变,储存了大量晶格缺陷。机理探讨的结果为前者是温度起主导作用的有能量相对集中的“热斑”区域的热激活模型,微射流、绝热剪切、剧烈摩擦等流体动力学过程均是形成“热斑”区域和引起物质异常迁移的机制;而后者则是压力起主导作用。
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