【摘 要】
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压电材料可实现机械能和电能之间的相互转换,在传感器、致动器、超声换能器等领域有着广泛应用。随着科技的发展,对压电材料的性能要求越来越高,因此亟需具有强压电性的材料
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压电材料可实现机械能和电能之间的相互转换,在传感器、致动器、超声换能器等领域有着广泛应用。随着科技的发展,对压电材料的性能要求越来越高,因此亟需具有强压电性的材料。本文以Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3+1 wt%Sb2O5（PLZT,其中x=0.055～0.090,y=0.55～0.64）为研究对象,采用固相反应法制备了一系列铁电压电陶瓷。通过XRD分析,低La含量时,随着Zr含量增加,四方相含量减少,三方相含量增加;对于高La含量,随着Zr含量增加,出现了晶格突变点;Sb2O5固溶度随着La含量和锆钛比的增加而减少,最终出现烧绿石相。当x=0.060,y=0.58时压电性能最佳:d33=880 p C/N,kp=0.7,Qm=49,εr=5200,tanδ=0.019。同时,结合XRD测试结果得到了该体系d33局部相图;对介电温谱的测试,发现样品都存在弛豫性。以Pb0.94La0.06(Zr0.58Ti0.42)0.98O3为研究对象,设计不同配方,探索了Sb3+离子占位对性能的影响,通过室温介电、压电、铁电性能和XRD的结果认为将Sb3+离子设计进入钙钛矿相结构中的B位可获得较好的压电性能。以Pb0.935La0.065(Zr0.59Ti0.41)0.98375O3+1wt%Sb2O5+x wt%Pb(Yb0.5Nb0.5)O3（PYN）为研究对象,发现当x=1.0时,压电性能最优:d33=930 p C/N,kp=0.67,Qm=42,εr=6000,tanδ=0.028;强压电性源于PLZT 6.5/59/4相结构由四方相和伪立方相共存转变为伪立方相。最后,以Pb0.935La0.065(Zr0.59Ti0.41)0.98375O3+1 wt%Sb2O5+1 wt%PYN（1PYN-PLZT）和Pb0.9625Sm0.025[(Mg1/3Nb2/3)0.69Ti0.31]O3（2.5Sm-PMN-31PT）为对象,对比了二者的性能、电性能温度特性及极化前后XRD衍射峰变化,结果表明:弱场下2.5Sm-PMN-31PT畴壁移对压电介电性能有着显著的贡献,1PYN-PLZT压电介电性能的主要贡献来源于本征效应,后者比前者具有更高的极化强度和矫顽电场,同时具备更高的介电峰温度和退极化温度。
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