压电陶瓷粉体的湿声化学法合成研究

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kedy830622
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
陶瓷是人类文明中最重要的材料之一,而陶瓷制作工艺中的一个基本特点就是以粉体为原料,经成型和烧结,形成多晶烧结体。陶瓷粉体的质量直接影响最终成品的质量,因此发展陶瓷的首要问题是要有符合要求的原料—粉体。因此,本文探索新的陶瓷粉体合成工艺,将溶胶—凝胶工艺与超声雾化技术有机结合(称之为湿声化学法)进行陶瓷粉体合成研究。采用XRD、TG-DSC、SEM等分析表征手段对粉体合成过程进行了分析与表征,并利用HP4294网络分析仪、d33测试仪、电滞回线等性能分析系统对湿声化学法制备的PZT、SBTi陶瓷进行了性能测试与分析。通过研究得到了以下主要结论:   一、利用湿声化学法在低温合成了具有纯钙钛矿结构相的PMnN-PZT粉体材料,而且粉体相对均匀,颗粒较小,颗粒呈圆形,有利于后期陶瓷的烧结。   二、利用湿声化学法制备PZT粉体材料,在400℃低温时开始形成PZT结构相,当温度升高到700℃时已经得到纯钙钛矿结构相的PZT粉体。1150℃烧结的PZT陶瓷的平均晶粒尺寸在1.5μm,密度达到理论密度的98.5%,有相当高的压电常数,d33值达到221pC/N,高于文献报道的135、142、190 pC/N,而且湿声化学法制备PZT粉体和陶瓷是一种非常简单和有效的方法,避免了溶胶-凝胶工艺制备PZT粉体时容易出现过渡相或中间相的问题,为低温制备优质PZT陶瓷奠定了基础。   三、通过分析湿声化学法制备PMnN-PZT和PZT粉体过程中的影响因素,初步得出湿声化学法的机理是溶胶-凝胶工艺与超声雾化技术的共同作用,使物质的合成温度下降,并且避免了某些不利因素的出现(例如合成过程中可以避免某些不稳定相的出现);过程中起主要作用的是超声空化作用,即超声雾化过程中气泡的产生、长大以及崩溃的过程。在发生空化效应的瞬间,空化气泡内可以产生高温、高压,这样在高温、高压点处可以发生某些化学反应,从而为合成优质粉体创造条件。   四、利用湿声化学法制备SBTi陶瓷粉体材料时,在450℃低温就已经有SBTi结构相形成,当温度升高到650℃时已经得到纯SBTi粉体,这与文献中利用Sol-gel工艺制备Sr0.8Bi2.4Ta2.0O9粉体时的温度一致。1090℃烧结的SBTi陶瓷的密度达到理论密度的94.8%,有相当高的压电常数,d33值达到20pC/N,高于常规方法所制备的SBTi陶瓷的d33的值。并利用氧空位与晶粒大小之间的关系分析了湿声化学法制备的SBTi陶瓷介电温谱在308℃左右出现的峰,通过电导激活能的计算确定了这个介电峰主要是由于氧空位团簇作用引起的。   湿声化学法制备陶瓷粉体和陶瓷是一种非常简单和有效的方法,为低温大规模生产优质陶瓷创造了条件。
其他文献
在职业教育改革的不断推进下,社会发展对高职院校教育提出了更高的要求.课程体系是实现人才培养目标的主要载体,但由于政府没有发挥好宏观调控作用,企业参与合作课程开发的内
期刊
本文依据阴山北麓地区带状间作的现实特点,运用相似理论,采用风洞模拟实验研究带状间作留茬(油菜籽和马铃薯间作)抗风蚀效应,目的为实施带状间作留茬耕作技术确立最佳的带宽,
小城镇是农村区域性政治、经济、文化的中心,是城乡联系的纽带和桥梁,是乡镇企业集约化发展、物资集散、农村科技推广与文化教育的重要基地。伴随着工业化和城市化的快速发展,小
期刊
本文采用数值模拟方法研究了凝固过程中组织演变和显微偏析形成,这部分工作有助于深入理解凝固组织和显微偏析的形成,并为今后控制组织形貌和显微偏析提供了理论基础.本论文
铁磁性形状记忆合金Ni2MnGa是Heuslar合金的一种,兼具铁磁性、超弹性和热弹性马氏体相变,表现出相当强的铁磁性、磁晶各向异性和温度感生的双向形状记忆效应。和传统形状记忆合
本文通过对荣华二采区10
期刊
期刊
本文采用热解邻甲基苄氯法制备了苯并环丁烯单体,优化了裂解反应条件及提纯工艺.利用Heck反应合成二乙烯基硅氧烷-双苯并环丁烯树脂,对其结构进行了表征,并研究了二乙烯基硅