免费论文摘要：低温烧结PZT基压电陶瓷资料的接洽及器件开拓

正文按照大功率多层压电陶瓷变压器和多层压电陶瓷喇叭对压电陶瓷资料的运用诉求，辨别从采用体制、烧结工艺、组分变革、Zr/Ti比变革、增添助烧剂和掺杂本领等几个方面临四元系PbZrO3-PbTiO3 -Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3（缩写PZT-PMN-PZN）和五元系PbZrO3-PbTiO3–Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Mg1/2W1/2)O3–Pb(Sb1/2Nb1/2)O3 (PZT-PNN-PMW-PSN)压电陶瓷辨别举行了接洽，以期赢得满意该器件运用的资料体制和配方构成。同声，正文还鉴于上述接洽的低温烧结统筹高本能的四元系PZT-PMN-PZN和五元系PZT-PNN-PMW-PSN压电陶瓷体制，沿用流延本领、叠层本领和多层共烧本领等本领，将其创造成了压电变压器和压电喇叭。经过安排工艺、变换层数和膜厚计划了其对器件本能的感化，归纳开工艺参数、层数、膜厚和构造等成分对器件本能的感化顺序，并对压电器件举行结束构的优化。重要实质如次：1. 沿用保守固相法治备了PZT-PMN-PZN压电陶瓷。精细地接洽了助烧剂ZnO-Li2CO3、Pb3O4、CuO和Ba(W1/2Cu1/2)O3含量变革对陶瓷烧结温度、微观构造及电本能的感化；沿用最好的PZT-PMN-PZN压电陶瓷创造了多层压电陶瓷变压器并接洽了其本能。试验截止表白：沿用PZT-PMN-PZN系压电陶瓷资料，胜利研制了2：2：1型、膜厚为0.2 mm、层数为17、外型尺寸为30 mm×6 mm×3 mm的多层压电陶瓷变压器。当预烧温度为800 ?C，烧结温度为1020 ?C时，大功率多层压电陶瓷变压器具备好的显微构造、气孔率低、晶粒巨细平均和晶界明显的特性，同声，内电极银钯（Ag/Pd）线明显看来，贯串不中断；而且，在250 kΩ负载下，赢得了较低的温升(小于10 oC)，低的输出电压(4~6 V)，高的升压比(大于120)，高的功效(大于90%)和宽的启动频次范畴(54~58 kHz)。将创造的多层压电陶瓷变压器运用在背光电源上，胜利点亮8英尺灯管。2. 当ZnO-Li2CO3含量为0.10 wt.%时，使PZT-PMN-PZN体制的烧结温度从1020 ?C降到了1005 ?C，陶瓷赢得了较佳的电本能，其值辨别为：d33=255 pC/N、Kp =0.58、Qm =1822、εr =1109、tanδ =0.0068和r=2.67 Ω；经过0.10 wt.%Pb3O4增添量掺杂改性时，使烧结温度从1005 ?C降到了995 ?C，并在此温度烧结下，陶瓷赢得了最大的体积密度和中断率，其值辨别为7.92 g/cm3和15.79 %。同声，烧结样本的断面晶粒增大，晶界明显，气孔较少，电本能较佳，其值辨别为：d33=256 pC/N，Kp=0.60，Qm=1910，tan δ=0.0070，εr =1032，r=2.09 Ω。在上述最好配方的普通上，经过流延本领、印叠本领和多层共烧本领等，胜利创造了多层压电陶瓷降压变压器，尝试截止表白：在995 oC烧结的降压变压器，当负载为10 Ω，赢得了高的降压比为0.50和高的功效为90.2 %。3. 当CuO的含量为0.20 wt.%，烧结温度为920 ?C时，电本能最好，辨别为：d33=280 pC/N，Kp=0.53，Qm=1645，tan=0.0090，εr =982和Tc=321 ?C。其余，当Ba(W1/2Cu1/2)O3掺杂量为0.13 wt.%，烧结温度为920 ?C时，PZNZLP陶瓷的归纳电本能较佳，其值辨别为:d33=351 pC/N，Kp=0.63，Qm=1415，tan=0.0078，εr =1023和Tc=322 ?C。当Ba(W1/2Cu1/2)O3的掺杂量为0.13 wt.%时，PZNZLP陶瓷的Pr和Ec的值贬低，其值辨别为45 μC/cm2和5.69 kV/cm。所以，0.20 wt.%CuO和0.13 wt.%Ba(W1/2Cu1/2)O3辨别掺杂的四元体制PZNZLP陶瓷具备低的烧结温度和高的电本能，希望变成大功率多层压电陶瓷变压器用的候选资料。4. 采用Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PZT为普通体制，接洽了安排锆钛比（简称Zr/Ti比）和组分Pb(W1/2Mg1/2)O3及Pb(Sb1/2Nb1/2)O3对Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PZT体制的相构造、微观形貌、电本能等的感化。当PMW含量为0.02、Zr/Ti为39/61、PSN含量为0.01时，在1150 ?C烧结的陶瓷样本的体积密度和中断率辨别赢得了最好值，其值辨别为7.86 g/cm3和15.88 %，其电本能辨别为： d33=833 pC/N，Kp=0.72，Qm=42，tan=0.0243，εr =4843，Tc=180 ?C，Δfr/fr25°C =3.01 %，Δεr/εr25°C=15.79 %和△Kp/Kp25°C= 1.15 %，为压电喇叭的运用开拓出了新的多元系资料体制。5. 以Li2CO3和LiSbO3为掺杂剂，精细地接洽了Li2CO3和LiSbO3含量对压电陶瓷烧结温度、相构造、显微构造和压电本能的感化。截止表白：当Li2CO3的掺杂量为0.10 wt.%时，固然使陶瓷样本的烧结温度从1150 ?C降到1050 ?C，赢得陶瓷的密度最大为7.79 g/cm3，其电本能辨别为： d33=705 pC/N，Kp=0.62，Qm=60，tan=0.0122，εr =4460和Tc=168 ?C，然而，烧结温度仍偏高，不许满意多层压电陶瓷喇叭运用的诉求。而LiSbO3掺杂量为0.06 wt.%时，却将陶瓷的烧结温度从1150 ?C降到900 ?C，陶瓷赢得最大密度值为7.92 g/cm3，陶瓷样本赢得较佳的电本能，其值辨别为：d33=665 pC/N、Kp=0.62、Qm=25、tan δ=0.0224和εr=5600，可动作多层压电陶瓷喇叭等器件的备选资料。6. 当Ba(Cu1/2W1/2)O3的含量为0.10 wt.%时，不妨将陶瓷的烧结温度从1150 ?C降到930 ?C，陶瓷样本赢得较佳的电本能，其值辨别为：d33=661 pC/N、Kp=0.63、Qm=36、εr =4206、tan δ=0.0209、Tc=200 ?C，Δfr/fr25°C =2.8 %和△Kp/Kp25°C= -1.15 %，不妨满意低温烧结多层压电喇叭的运用诉求。在此体制的普通上，沿用流延成型本领、多层叠层本领和多层共烧本领等本领，胜利研制了多层压电陶瓷喇叭，当烧结温度为930 ?C时，压电陶瓷喇叭的表面润滑平坦、精致，陶瓷层晶粒成长丰满，晶界明显，电极层的完全陈设情景杰出，内电极银钯（Ag/Pd）线明显看来，贯串不中断。跟着烧结温度的减少，重心频次(f0)表露先减小后减少的趋向；声压级(SPL)随烧结温度的变革基础表露减少的趋向。跟着陶瓷厚薄的减少，压电陶瓷喇叭的重心频次增大，声压级变革不大；跟着压电陶瓷层数的减少，压电陶瓷喇叭的重心频次增大，声压级(SPL)表露稍微减少的趋向，但变革不是很鲜明。跟着喇叭长度宽度比（L/W Ratio）的减小，其喇叭的重心频次(f0)减小，声压级值变革不大；矩形形、圆形和方形的重心频次有着分辨，其值辨别为1.68 kHz，1.84 kHz和1.92 kHz；然而它们的声压级巨细分辨不大，但都大于70 dB，不妨满意发声器件等器件的运用诉求。

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