【摘 要】
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本文采用传统的固相烧结方法制备了Pb0.95Sr0.05[(Mn1/3Nb2/3)x(ZryTi1-y)1-x]O3 (PMnN-PZT)三元系压电陶瓷材料，并通过添加CeO2以提高其性能。通过X射线衍射(XRD)对试样的晶
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本文采用传统的固相烧结方法制备了Pb0.95Sr0.05[(Mn1/3Nb2/3)x(ZryTi1-y)1-x]O3 (PMnN-PZT)三元系压电陶瓷材料，并通过添加CeO2以提高其性能。通过X射线衍射(XRD)对试样的晶相进行了分析，用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品断面的显微结构，并讨论了组成、Zr/Ti比、烧结温度、掺杂和等静压成型对材料介电、压电性能的影响。通过研究铌锰酸铅含量及锆钛比变化对该体系性能的影响发现：当x=0.04，Zr/Ti=52/48时，在1200℃～1225℃范围内烧结时，得到综合性能优良的压电陶瓷材料：=1190～1200，Qm=2450～2920，d33=320 pC/N，Kp=0.594～0.595，Tc=321℃～329℃，tanδ=0.3%，强场损耗tanδ=4.0%～5.5%；当烧结温度为1250℃时强场介电损耗最小，tanδ=2.2.%，其他的性能参数为：=1020，Qm=2300，Kp=0.563，tanδ=0.4%，d33=250pC/N。随着PMnN含量的增加，c/a逐渐降低，、d33、Qm及Kp值先增大后减小，介电损耗tanδ逐渐增大；弹性柔顺系数s值逐渐减小，居里温度逐渐降低。随Zr/Ti比增加，相结构逐渐由四方相向三方相转变，介电峰逐渐左移，居里温度降低。0T33/εε0/εE110T33/εεT33ε此外研究了CeO2掺杂及等静压成型工艺对PMnN-PZT三元系压电陶瓷材料介电和压电性能的影响。当CeO2的掺杂量为0.20w%时，烧结温度为1225℃～1250℃烧结时，系统的综合性能最佳：=1300～1340，Qm=2010～2150，d33=305～320 pC/N，Kp=0.564～0.571，Tc=313℃～321℃，tanδ=0.12%～0.2%，强场损耗tanδ=5.2%。等静压成型提高了陶瓷样品的烧成密度，降低了试样的晶粒尺寸，这使得d33和均有所降低；同时等静压成型使样品的介电损耗变小，机械品质因数显著增大，提高了材料的强场稳定性，与干压成型工艺相比，强场下介电损耗从5.3%降低到3.8%，介电常数的变化率从41.8%降低到27.5%。0T33/εε0T33/εε
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