Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷的结构介电和铁电性能教程教案.ppt

材料合成与制备 Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷的结构、介电和铁电性能 班 级： 材料工程0801 姓 名： 陈 龙 涛 指导老师： 云 斯 宁 为什么研究钛酸锌铋陶瓷 目 录 本次课程设计（论文）应达到的目的 要求及内容 固相合成法 1 2 3 4 5 6 7 要实验方案 结果预测 致 谢 一、为什么研究钛酸锌铋陶瓷 传统的压电陶瓷材料中应用最广泛、最成熟的是Pb(ZrTi)O3（简写为PZT）基陶瓷材料，但PZT 陶瓷的主要成分是PbO，而PbO 是一种易挥发的有毒物质，因此该压电陶瓷产品在制备、使用及废弃后的处理过程中不可避免地会引起铅污染环境的问题，这不仅与日益高涨的环境保护要求背道而驰，而且也影响到制备工艺和产品性能的稳定性，随着世界各国对环境保护的重视 势必采用无铅的压电材料来替代传统的Pb(ZrTi)O3 基压电陶瓷材料，以减少环境污染。因此，压电陶瓷的无铅化就成为压电陶瓷发展的必然趋势。在无铅压电陶瓷的研究中，具有铋层状结构的Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷因其介电常数和谐振频率温度系数低、机械品质因数高、老化速率小以及适用于高温、高频、高稳定性的工作环境等优点而引起了人们广泛的关注。 本文以固相合成法合制出片状Bi(Zn0.5Ti0.5)O3预烧粉体，对其进行烧结而获得Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷，研究了预烧粉体颗粒的形貌对Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷结构和电性能的影响。 二、本次课程设计（论文）应达到的目的： 通过材料工程科研实训加深我们对所学知识的理解，提高综合运用知识的能力；掌握课程查阅、课程设计和撰写论文的步骤和方法；学会应用有关资料进行课题方案的可行性分析与讨论，以提高学生独立分析问题、解决问题的能力，逐步增强实际工程训练。 三、要求及内容 （1）内容: Bi(Zn0.5Ti0.5)O3的固相合成 （2）要求： 1)掌握固相合成机理与合成方法 2)掌握结构形貌表征的基本方法与手段 3)掌握结构与性能的关系及所用的实验手段 四、固相合成法 固相合成方法：指那些有固态物质参加的反应。也就是说，反应物必须是固态物质的反应，才能称为固态反应。固相反应不适用溶剂，具有高选择性、高产率、工艺过程简单等优点，是人们制备新型固体材料的主要手段之一。 固相合成反应不需要溶剂,它具有简单、方便、无污染、成本低等优点。 五、实验方案 采用固相合成法合成Bi(Zn0.5Ti0.5)O3陶瓷。用电子天平按Bi(Zn0.5Ti0.5)O3中含铋、锌和钛的物质的量比2：1：1称取氧化铋（纯度99.9%）4.6600g，氧化锌（纯度99.9%)0.4050g,氧化钛（纯度99.9%)0.3994g，并加入无水乙醇用球磨机磨10h，使其混合均匀并使颗粒细化，在750℃预热2h，使原料初步反应，预热后的粉料烘干后经二次球磨， 在24MPa下压成φ15.0mmx1.5mm的圆片，将原片排胶，当炉内温度升至1000℃时，将样品放入内，烧结2h，随炉冷却。在进行电学性能测试前将陶瓷样品双面磨平至1mm厚，并镀上Ag电极。 * *