【摘 要】
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Pb(Zr,Ti)O3(PZT)基压电陶瓷因其优异的性能,在超声换能器、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用.但是,铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃后处理过程中对
【机 构】
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中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050
【出 处】
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第十五届全国电介质、材料与应用学术会议
论文部分内容阅读
Pb(Zr,Ti)O3(PZT)基压电陶瓷因其优异的性能,在超声换能器、传感器、无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用.但是,铅基压电陶瓷在制备、使用及废弃后处理过程中对环境及人类造成严重危害.随着环境保护和人类社会可持续发展需要的愈加迫切,开发环境友好的无铅压电陶瓷,已成为一项紧迫的战略性研究课题.锆钛酸钡钙(Ba,Ca)(Ti,Zr)O3(BCZT)无铅压电陶瓷具有可与铅基压电陶瓷相媲美的压电性能,引起了广泛关注.然而,BCZT 体系陶瓷的烧结温度高达 1540℃.众所周知,Li2CO3 是一种良好的烧结助剂,可以提高陶瓷致密度,降低烧结温度,在 KNN 及 BNT 基陶瓷中都被深入研究.因此,本实验采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3 +x wt％Li2CO3(x=0-3,BCTZL-X),利用XRD,SEM 等测试技术,研究了不同Li 含量对该体系陶瓷的晶相、结构、压电、铁电与介电性能的影响.实验结果表明：x＞0.3时,陶瓷具有单一钙钛矿结构.随着锂的增加,室温下样品从原来的三方-四方相共存逐渐向三方相过渡,并且,三方-四方相转变温度TR-T 和居里温度TC 均逐渐减小.与纯的Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3 试样相比,它的引入会使晶粒尺寸增大.另外,锂的添加改善了该体系陶瓷的烧结性能,烧结温度明显降低(1350℃)；室温下该陶瓷体系BCTZL-0.5 的综合性能最佳：压电常数d33 可达493pC/N,平面机电耦合系数kp 达到47％,εr= 5289,tanδ= 1.5％,Qm=145,Tc = 74℃,Pr =8.86μC/cm2,Ec=1.4 kv/cm,Smax/Emax =919.56 pm/v,表明该陶瓷材料具有很好的应用前景.
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