毕业设计（论文）《锰钡掺杂对PSZT陶瓷电学性能的影响》.doc

第 PAGE 23页 贵州大学本科毕业论文（设计） PAGE 23 本科毕业论文（设计） 锰钡掺杂对PSZT陶瓷电学性能的影响 学 院： 材料与冶金学院 专 业： 材料物理 班 级： 091班 学 号： 0908020163 学生姓名： 指导教师： （副教授） 2013年6月6日  目 录 TOC \o 1-3 \h \u 6636 摘 要 III 13598 Abstract IV 18388 第一章 绪 论 1 18876 1.1 压电陶瓷的发展概况 1 8475 1.2 压电陶瓷的应用 2 8750 1.3 陶瓷的分类 2 28176 1.3.1 按主要组成晶体结构分： 2 1.3.2 按材料的种类分3 1.3.3 按主要组成组元分类3 12039 1.4 压电陶瓷的研究现状3 2172 1.4.1 锆/ 钛= 0.52 ～0.55/ 0.48 ～0.45PZT 压电陶瓷3 18559 1.4.2 高锆（PZT95/ 5）压电陶瓷 4 32510 1.4.3 多孔PZT 压电陶瓷4 9438 1.4.4 烧结研究进展4 1.5压电陶瓷的发展趋势5 4183 1.6 压电陶瓷制作设备与工艺 5 19213 1.6.1 设备 5 9785 1.6.2 工艺 6 10940 1.6.3 基本粉末的介绍 6 29514 1.6.4 称料 6 3787 1.6.5 粉料制备 7 13945 1.6.6 原料煅烧 7 974 1.6.7 成型 7 1.6.8 烧结7 30177 1.7 研究目的与意义 8 23527 第二章 压电材料的主要特性 10 21955 2.1 极化 10 596 2.2 压电原理 10 5223 2.2.1 压电效应 10 9296 2.2.2 电致伸缩 10 14813 2.2.3 电退化现象 11 8777 2.3 重要参数 12 17147 2.3.1 介电常数ε 12 2.3.2 介电损耗tgδ12 2.3.3 机械质量因素Qm12 2.3.4 机电耦合系数Kp13 2.3.5电压常数13 4982 2.4 掺杂微量元素对PZT陶瓷的影响13 13026 2.4.1 添加锰钡对压电陶瓷的影响13 12708 第三章 实验与生产工艺15 22571 3.1 实验所需材料与仪器15 29348 3.1.1 材料15 21947 3.1.2 所需仪器 16 16097 3.2 实验过程 16 3680 3.2.1 基础配方的检测 16 30851 3.2.2 添加锰钡的实验 17 18756 第四章 实验结果与讨论 18 13245 4.1 掺杂后压电陶瓷的各项性能 18 12563 4.2 掺杂量对压电陶瓷的影响 18 32133 4.2.1 对介电损耗的影响 18 6852 4.2.2 对机电耦合系数的影响 19 2931 4.2.3 对压电常数d33的影响 19 12177 4.2.4 掺杂量对介电常数ε的影响 20 12350 第五章 结 论 21 405 参考文献 22 8294 致 谢 23 摘 要 压电报警器是采用压电陶瓷片作为核心的装置。它具有体积小而发生效果好的特点，因而得到广泛的应用。但是现存的压电陶瓷含有大量的PbO，而Pb元素使得压电陶瓷对环境的污染很大，普遍应用会对人类健康造成严重影响，更会破坏生态环境，因此，使压电陶瓷低铅化一直都是人类努力追求的目标。本文采用传统的固相法制备PZT二元系压电陶瓷。研究了掺杂MnO20.2%，钡含量分别为2%、4%、6%、8%的BaO2对PSZT压电陶瓷的结构，介电性能，压电性能和介电损耗的影响。并对其微观组织进行了研究。当锰的掺杂量为0.2%，钡的掺杂量为6%时，压电陶瓷的性能得到最佳的优化：tgδ=0.0045；Kp=0.604pC/N；d33=302；ε=1359。钡的掺杂使陶瓷的烧结温度升高，综上所述，在原配方材料的基础上压电常数和机电耦合系数都有所增加。这对压电报警器的性能的提高、体积的减小以及增加对环境的保护