烧结温度对PMS-PZT系陶瓷显微结构和压电性能的研究  被引量:5

Sintering Temperature Influence on the Dielectric and Piezoelectric Properties of Pb(Mn_(1/3)Sb_(2/3))O_3-PbZrO3-PbTiO_3 Ceramics

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作  者:朱志刚[1] 李宝山[1] 李国荣[1] 张望重[1] 殷庆瑞[1] 

机构地区:[1]中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海200050

出  处:《无机材料学报》2005年第4期1000-1006,共7页Journal of Inorganic Materials

基  金:国家973项目(2002CB613306)863项目(2001AA325030)

摘  要:研究了不同烧结温度对Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PMS-PZT)系压电陶瓷显微结构和压电性能的影响.实验结果表明:在1240℃、2h条件下烧结,能获得最优的综合性能:εr=1530、d33=374、Kp=0.6、tanδ=0.41%、Qm=1250,可以满足压电变压器和超声马达等大功率场合下的使用要求.与此同时,当烧结温度为1100-1150℃时,材料仍然具有良好的压电性能:εr=1370、daa=348、Kp=0.57、tanδ=0.62%、Qm=1620(1150℃),因此可以作为中低温烧结的多层器件用厚膜材料.高温显微镜、SEM、TEM和EDS等研究表明,PMS-PZT系陶瓷具有很宽的烧结温度区域,特别是中低温烧结时仍能成瓷并具有高的压电性能,主要是因为PbO和Sb2O5在较低烧结温度下(1100℃)能够形成过渡液相促进陶瓷烧结,随着烧结温度的升高,它们能够重新进入晶格形成单一钙钛矿结构.The effects of sintering temperature on the microstructure and piezoelectric properties of Pb(Mn1/3Sb2/3)O-3-PbZrO3-PbTiO3 (PMS-PZT) ceramic were investigated. Results show that the optimized properties of epsilon(r)=1530, d(33)=374pC/N, K-p=0.6, tan delta=0.41%, Q(m) =1250 can be obtained when the ceramic sintered at 1240 degrees C for 2h, which suit for high-power applications. Meanwhile, the ceramic also possesses superior characteristics (epsilon(r)=1370, d(33)=348pC/N, K-p=0.57, tan delta=0.62% and Q(m)=1620) for multilayer components and thick-film devices when it sintered at 1150 degrees C. Results also indicate that PMS-PZT ceramic can be sintered in a wide temperature range. High temperature microscope, SEM, TEM, and EDS investigation confirm that PbO and Sb2O5 can form a liquid phase acting as a secondary phase on grain boundaries at lower sintering temperature, and then enter the crystal lattice to form perovskite structure at higher sintering temperature.

关 键 词:锑锰锆钛酸铅 压电 烧结温度 液相 

分 类 号:TQ174[化学工程—陶瓷工业]

 

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