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相较传统电磁马达,压电马达在很多领域具有突出优势,而压电马达适用材料为大功率压电陶瓷,即要求材料的压电常数(d33>300pC/N)、机电耦合系数(kp≥0.5)、机械品质因子(Qm≥1000)和介电损耗(tanδ＝5<0.5%)。本文采用传统的固相反应法,以0.09Pb(Sn1/3Nb2/3)O3-0.09Pb(Zn1/3Nb2/2)O3-xPbZrO3-(0.82-x)PbTiO3(PSN-PZN-xPZ-PT)为研究对象,研究了Zr/Ti比从39/43到44/38的变化对压电性能的影响,并结合XRD晶相分析得到x=0.41附近即为准同型相界,探讨了预烧温度和烧结温度对压电性能的影响,最终得到最优工艺为预烧温度为880℃、烧结温度为1200℃,当x=0.41时各项压电性能分别是d33=388pC/N、kp=0.58、ε33T/ε0=1480、Qm=80。为了得到大功率性质的压电陶瓷,本课题对此组分进行“硬性”掺杂改性,选择MnO2为掺杂物,研究不同Mn含量对材料性能的影响,并表征了晶相结构和显微结构,测试了电滞回线和介电温谱曲线。最终确定MnO2含量为1.5mo1%时,材料展现出优良性能,d33=320pC/N、kp=0.55、ε33T/ε0=1350、Qm=1350、tanδ=0.45%、Tc=313℃、Pr=18.8μC/cm2、Ec=20kv/cm。相较于传统的PZT-4陶瓷材料,PSN-PZN-0.41PZ-PT+1.5mol%Mn陶瓷在90kHz频率和100Vpp电压驱动下,振动速度提高了17%,达到68mm/s。本课题研究了制备流延厚膜的工艺,以0.5wt%CuO-1.5mol%MnO2-0.25Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.75Pb(Zr0.47Ti0.53)O3预烧粉为流延粉体、乙酸丁酯为溶剂、聚乙烯醇缩甲醛为粘结剂、邻苯二甲酸二正辛脂为增塑剂。探讨了不同有机物配比得到的浆料对制备厚膜质量的影响,确定最优浆料的配方是粉体、溶剂、粘结剂与塑化剂之比为55：35：5：5。在压电性能方面,流延成型法制备的材料略优于干压成型法。XRD分析晶相结构为纯的钙钛矿结构。利用此工艺制备的流延厚膜可与内电极共烧来制备多层结构陶瓷供压电马达使用。