熔盐法制备大功率压电陶瓷开题报告.docx

本科生毕业设计（论文）开题报告题目：熔盐法制备大功率压电陶瓷院系光学与电子信息学院____专业班级光电子材料与器件1202班姓名周汪磊学号U201214375指导教师范桂芬2016年 3月开题报告填写要求开题报告主要内容：1.课题来源、目的、意义。2.国内外研究现况及发展趋势。3.预计达到的目标、关键理论和技术、主要研究内容、完成课题的方案及主要措施。4.课题研究进度安排。5.主要参考文献。报告内容用小四号宋体字编辑，采用A4号纸双面打印，封面与封底采用浅蓝色封面纸（卡纸）打印。要求内容明确，语句通顺。指导教师评语、教研室（系、所）或开题报告答辩小组审核意见用蓝、黑钢笔手写或小四号宋体字编辑，签名必须手写。理、工、医类要求字数在3000字左右，文、管类要求字数在2000 字左右。开题报告应在第八学期第二周之前完成。熔盐法制备大功率压电陶瓷一、课题背景1课题来源国家自然科学基金2课题目的（1）熟练掌握电子陶瓷材料的制备工艺原理；（2）探讨硫酸盐（如Na2SO4）、氯化物（如KCl、NaCl）等的剂量以及制备工艺（预烧、烧结工艺等）对陶瓷性能的影响，以期获得性能良好的大功率压电陶瓷的配方及工艺。3课题背景及意义压电材料是一种重要的电子材料,广泛用于各个工业部门和高科技领域,是重要的功能材料。近年来,由于压电马达、压电变压器和压电换能器的广泛使用,大功率压电陶瓷材料也逐渐成为近期的研究热点。大功率压电陶瓷主要应用于高电压和高压力策动及系列大功率发射型超声换能器、水声换能器及大功率远程声纳换能器等方面。这要求换能器材料具有机械品质因数高,强电场下介质损耗小和压电性能好等高性能特点。要求大功率压电陶瓷材料的介电损耗小,尤其是在强场下(如200V/mm以上)工作,不至于因损耗而过热,最终导致压电材料性能下降。大功率材料的性能需要有较好的稳定性才能适应其在强场下的应用。常规的固态反应（SSR）过程涉及高温和较长的反应时间会导致不良的成分均匀性和所提供的产品与大晶粒。此外，对于如烧结密度，化学均一性，和电性能这些重要陶瓷的物理性质，都受到最后的微晶粉末的影响。而采用熔盐法可以明显地降低合成温度和缩短反应时间，可以更容易地控制粉体颗粒的形状和尺寸，另外，熔盐法的反应过程以及随后的清洗过程中，也会有利于杂质的消除，形成高纯的反应产物，故而采用熔盐法来制备大功率压电陶瓷。二、目前基本研究情况陕西师范大学的陈祖培常云飞等采用Pb3O4, ZrO2, Nb2O5, SrCO3, ZnO, TiO2, MnO2, Sb2O3, CeO2, NaCl 和KCl的工业级粉末制备0.95Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3–0.048Pb(Zn1/3Nb2/3)O3–0.048Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 + 0.1% CeO2.PZT-PZN-PMS三元压电陶瓷。首先，氧化物源和氯化钠-氯化钾磁通进行共混，并在乙醇球磨6小时。然后，将干燥的浆料在750和8008C分别煅烧2小时，。用热蒸馏水直至氯不能被Ag+试剂被检测的煅烧粉末进行洗涤。干燥后，用800℃的煅烧粉末与5重量％的聚乙烯醇（PVA）溶液混合，然后压成丸粒与在100兆帕的压力，直径1.3厘米绿色圆片在各种温度下烧结从900到1170℃持续2小时。为了与由MSS方法得到的样品的结果进行比较，经由CMO工艺还制备PZT-PZN-PMS陶瓷。形成各烧结盘的两面上的银电极，并且将样品在空气中在1.1千伏/毫米，345℃极化10分钟。图1示出在不同温度下焙烧粉末的X射线衍射图案。由MSS方法均匀的钙钛矿相在750℃已经存在，但由CMO方法同样的相位不能形成直到高于800℃。结果表明，可通过MSS方法可以降低煅烧温度。当煅烧温度达到750℃，因为它们具有低共熔点（大约650℃）的盐存在液体。反应物的扩散加速，由于小的扩散距离和在熔融盐，这容易引起固体反应，使粉末的活性提高氧化物的更高的迁移率。清华大学的赵溪石，李强等人在合成PMN-PT粉末过程中采用0.635Li2SO4-0.365Na2SO4和0.5NaCl-0.5KCl为反应介质的熔盐合成（MSS）方法,它们的熔点约为594和650摄氏度，盐/氧化物的重量比（W）为1：1， 采用过量3％的PbO在烧结过程中以补偿的PbO损失，试剂级氧化物（PbO，MgO，Nb2O5,TiO2）的合适的量用Li2SO4- Na2SO4或氯化钠-氯化钾盐进行球磨4小时，以获得均匀分布的混合物混合。然后将干燥的粉末在氧化铝坩埚中750-900摄氏度焙烧30分钟或1小时。在冷却到室温后，将粉末洗涤数次以去离子水，直到没有硫酸离子，或使用1M / L的Ba（NO 3）2和AgNO3溶液，分别进行检测氯。然后将粉末在120 摄氏度干燥。干燥得到的粉末被压到