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制备高功率密度、大容量电容器的关键是寻求一种同时具有能量存储密度、高储能效率(即低能量损耗)及快速存放电行为的材料。Pb基反铁电材料就是这样的相变材料,其在温度、电场及应力的诱导下可以实现反铁电态(AFE)与顺电态(P)和AFE与铁电态(FE)之间的快速转变,呈现出双电滞回线,从而可以实现能量的存储与释放。论文采用溶胶-凝胶技术合成了成分不同、但均具有纯相钙钛矿结构的Pb基反铁电陶瓷粉,并将陶瓷粉烧结成陶瓷。借助差热-热重分析仪(DSC-TG),X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、拉曼测试仪(Ramam)等对陶瓷粉的组成结构进行了表征,采用介电性能测试仪和铁电性能测试仪对陶瓷的电性能进行了测试。探讨了铅过量、添加剂的种类及含量对Pb基陶瓷粉的结构及微观形貌的影响,获得了合成纯相钙钛矿结构PZ陶瓷粉的最优工艺参数。分析了La3+、Ti4+、La3+和Ti4+的混合掺杂对钙钛矿结构Pb基反铁电陶瓷粉的合成温度、晶粒尺寸、微观形貌及电性能的影响。论文采用溶胶-凝胶法制备了不同铅过量的PZ陶瓷粉。实验发现,制备钙钛矿结构的PZ时,铅的最佳过量值为3%。钙钛矿结构PZ陶瓷粉的最佳合成工艺为:煅烧温度为900℃,保温时间为2h。但实验合成的PZ粉体团聚现象严重。考虑到钙钛矿结构PZ的合成温度太高、且粉体团聚现象严重,论文探讨了DEA和PEG对PZ陶瓷粉的相变温度、晶粒尺寸、颗粒形貌等的影响。实验发现,DEA的添加有助于降低单一钙钛矿结构PZ陶瓷粉的合成温度。在Pb过量3%的PZ陶瓷粉中添加10%的DEA,保温2h时,单一钙钛矿结构PZ陶瓷粉的合成温度从900℃降至580℃。添加10%的PEG,PZ陶瓷粉团聚的颗粒分散效果明显。元素掺杂的结果表明,添加La3+、Ti4+后,晶格畸变致使钙钛矿结构的Pb基反铁电材料的晶粒细化,合成温度降低。PLZ陶瓷粉的合成温度为540℃,晶粒尺寸的理论计算值为35.47nm。PZT陶瓷粉的合成温度为600℃,晶粒尺寸的理论计算值为47.50nm。PLZT陶瓷粉的合成温度为580℃,晶粒尺寸的理论计算值为45.43nm。Ramam谱的测试结果表明,室温下,钙钛矿结构PZ的相结构为反铁电正交相,PLZ的相结构为反铁电四方相,PZT的相结构为反铁电正交相,PLZT的相结构为反铁电四方相。电性能的测试结果表明,PZ陶瓷的居里温度TC为226℃;介电常数ε为2264;场致开关场强EA-F=13.4 KV/cm,EF-A=10.2 KV/cm;饱和极化PS=11.28 UC/cm2。PLZ陶瓷的TC为151℃;介电常数ε为3489;场致开关场强EA-F=9.9 KV/cm,EF-A=6.6KV/cm;饱和极化PS=12.26 UC/cm2。PZT陶瓷的TC为230℃;ε为2641,场致开关场强EA-F=12.1 KV/cm,EF-A=7.4KV/cm;PS=19.41 UC/cm2。PLZT的TC降低至148℃;介电常数ε为3196;场致开关场强EA-F=7.4 KV/cm,EF-A=3.8KV/cm;饱和极化PS=22.49UC/cm2。