镨掺杂对锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响  

Effects of Rare Earth Pr on the Properties of Lead Zirconate Titanate Ceramics

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作  者:王俐聪[1] 孙清池[2] 高正虹[1] 刘涛[2] 孙琳[2] 

机构地区:[1]天津大学理学院,天津300072 [2]天津大学材料科学与工程学院,天津300072

出  处:《压电与声光》2003年第1期30-32,共3页Piezoelectrics & Acoustooptics

基  金:天津大学高温结构陶瓷及工程陶瓷加工技术教育部重点实验室;国家自然科学基金资助项目(59906008)

摘  要:用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量,镨含量为3%(摩尔比),制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明:与未掺杂PZT相比,掺镨后的PZT相界发生了移动,即移向了富锆的一端,其在锆钛比约为1.17~1.27之间;居里温度TC随锆钛比的增加而降低,在本研究的系统内,锆钛比最小和最大时分别为1.04和1.50,其相应的居里温度分别为330°C和278°C;压电系数d33、机电耦合系数kp及介电常数ε/ε0均在1.17处达最大值,d33=420pC/N,kp=0.53;极化前的ε/ε0达1400,极化后εT33/ε0达2000;介电损耗tanδ随锆钛比的增加呈上升趋势,而机械品质因数Qm大幅度下降,在锆钛比为1.17处达最小值75。Lead zirconate titanate ceramics modified with rareearth Pr were prepared by conventional solid reaction sintering.The effects of Pr on the properties of PZT were investigated.The samples were prepared as a function of Zr/Ti ratio for 3% Pr in the same processing technique.Piezoelectric and dielectric properties of Pr modified PZT showed that compared whit PZT,morphotropic phase boundary (MPB) shifted to the higher ratio of Zr/Ti which is between 1.17 and 1.27;Curie temperature decreased with the increasing of Zr/Ti ratio reaching 330 °C and 278 °C when the ratio of Zr/Ti were 1.04 and 1.50 respectively.The piezoelectric charge coefficient d33,the planar coupling kp coefficient ad dielectric constant ε/ε0 reached maximum at Zr/Ti=1.17,the value is d33=420 pC/N,kp=053;ε/ε0=1 400(unpoled),εT33/ε0=2 000(poled);dielectric loss tan δ increased while mechanical quality factor Qm readuced greatly (75) with the increasing of Zr/Ti,it reached minimum at Zr/Ti=1.17.

关 键 词:压电陶瓷 锆钛酸铅 镨参杂 压电性能 介电性能 

分 类 号:TM282[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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