一、组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响（论文文献综述）
李婧[1]（2021）在《基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究》文中研究表明压电陶瓷具有极优的机电性能,是高效的电-力-声能量转换系统。功率超声换能器作为一类重要的能量转换振子,广泛应用在超声清洗、超声焊接、超声化学、超声加工等领域。压电材料已被证明具有出色的低介电损耗、优异的温度和时间稳定性和大的机电耦合能力等集成特性,对超声能量传递、转换和损耗机理的研究在绿色能源应用中起到重要推动作用。基于PZT的压电振子在高压-高温-大负载下工作,压电材料的机电性能参数高度敏感依赖于外界激励和负载工况的复杂动态特征,超声振子都会有不同程度的介电损耗和弹性损耗。避免压电振子机电性能发生突变,引起压电陶瓷严重的性能退化,发生不可逆转的改变,本文研究温度和机械应力对因极化引起的压电材料缺陷-能量域结构改变做了微观形貌和物相分析,揭示了温度场和一维力场下缺陷微观效应导致压电陶瓷畴域内部的铁电行为改变的机制,开展对压电材料介电弹性体的复杂机电行为演变的研究。探索接触界面的加工质量对声传播特性的影响,研究声负载变化对超声换能系统的能量输出稳定性和声能量传输品质的影响规律,对超声压电振子的频率响应、转换效率和阻抗匹配及装配工艺参数设计提供新的研究思路。主要研究内容如下:（1）研究Pb(Ti0.52Zr0.48)O3在外界温度变化和机械应力加载过程中材料微观结构相变演化规律及升温或外部加载对PZT-8断口微观组织形貌的影响。升温效应下,断口SEM成像表明:晶体内部缺陷密度变大,多晶缺陷处出现残余可切换极化的逐渐累积,形成明显加深的晶界线,平均粒径变大;而在单轴压作用下,晶界间形成了具有更小晶粒的畴壁分界线,多晶行为逐渐演变成为晶粒间的多晶缺陷处出现的疲劳损伤,平均粒径变小。在单一温度场或一维力场下晶格结构会发生变化,不同于室温下,转变激活能低,容易产生多相的相结构的转变。加温下,三方相的一个衍射峰逐渐过渡成四方相的两个衍射峰,加压下,四方相的两个衍射峰逐渐过渡成三方相的一个衍射峰。说明结构域切换使得各晶粒中的剩余极化和内能阈值的平衡受到破坏,材料的压电性能和机电性能发生相应的变化。（2）研究加热温度（Tc）、加热时间（Tt）、轴向压力（Pp）在老化天数（ta）下对Pb(Ti0.52Zr0.48)O3谐振频率fs的影响规律,分别为预测压电陶瓷在使用工况中温度和压力对单片压电振子乃至整个谐振系统的频率漂移提供定量评价体系。建立响应变量（谐振频率变化量（Δfs））与试验变量（Tc,Tt,Pp,ta）之间非线性函数关系-二次数学预测模型。通过响应曲面建立输入变量之间交互作用对单片PZT-8压电振子谐振频率Δfs的影响评价。（3）分别探究不同温度和应力水平下单片Pb(Ti0.52Zr0.48)O3电学参数的演化规律,用映射瀑布图表征Tc、Tt、Pp在ta下压电振子的电学参数（静态电容C1、动态电阻L1和动态电感R1）的演变趋势,在大功率条件下提供作为压电振子电学品质变化的判断依据;基于压电陶瓷畴结构的温度依赖性和大机械负载下的非线性行为,采用阻抗分析仪,得到单片压电振子在热-力环境下关键性能参数的变化,获得有效机电耦合系数keff和机械品质因数Qm的老化趋势,作为因老化效应对压电材料性能高精度影响的评价参考。（4）研究接触界面表面粗糙度（Sa）对复合棒超声压电振子keff和Qm的影响规律,利用脉冲光纤激光器和共聚焦扫描显微镜得到加工工艺参数和界面质量表征,探讨超声频振动在接触界面因反射或衰减产生波形微变对超声谐振系统性能的影响规律。建立响应变量（Δfs）与输入变量（预紧螺栓直径M（mm）和面粗糙度Sa（μm））之间非线性函数关系-二次预测模型。通过M-Sa响应曲面建立M和Sa之间交互作用对复合棒压电振子谐振频率fs的影响评价,探究界面粗糙度对压电振子机电性能的影响程度。（5）研究轻负载（液面高度HL（mm））和固体负载（单轴压Ps（MPa））对复合棒超声压电振子keff和Qm的影响规律,探究因声负载的变化造成波在传播过程中的吸收散射,对换能器的能量输出和转换效率的影响规律。分别建立响应变量（Δfs）与输入变量（M和HL,M和Ps）之间的非线性函数关系-二次预测模型,通过M-HL和M-Ps响应曲面,分别建立M和HL、M和Ps之间交互作用对复合棒压电振子谐振频率fs的影响评价,探究不同负载下超声换能系统处于失谐、非匹配状态的可能程度。
周宏桥[2]（2021）在《PSN-PMN-PT压电陶瓷组分优化与换能器研制》文中研究说明随着超声成像在现代医学中的广泛使用,人们对超声换能器的带宽和灵敏度等性能的要求也在不断提高,而超声换能器的带宽和灵敏度主要由压电振元的压电和机电性能决定。Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3（PMN-PT）弛豫铁电体具有优异的压电性能和机电性能,是研制超声换能器的重要材料,但是低的居里温度和矫顽场限制了它的应用。为了克服这些缺点,本论文通过将高居里温度的Pb（Sc1/2Nb1/2）O3（PSN）与二元PMN-PT体系固溶构建三元Pb（Sc1/2Nb1/2）O3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3（PSN-PMN-PT）体系,之后研究 了三元PSN-PMN-PT陶瓷准同型相界附近组分的相结构、电学性能以及热稳定性,最后用综合性能优良的PSN-PMN-PT陶瓷制作了超声换能器,评估PSN-PMN-PT陶瓷在超声换能器中的应用潜力。（1）基于准同型相界线性组合规律,采用两步前驱体固相反应法制备出了xPSN-（1-x-y）PMN-yPT陶瓷。通过XRD对陶瓷的相结构进行了研究,发现制备出的陶瓷都为准同型相界组分。通过对样品电学性能的分析,发现陶瓷的居里温度和矫顽场都随着PSN含量的增加而增加。x=0.43,y=0.4的陶瓷有着最高的居里温度（253℃）和最大的矫顽场（7.63 kV/cm）,明显优于PMN-PT。表明将PSN引入PMN-PT来提高居里温度和矫顽场是可行的。同时x=0.43,y=0.4的陶瓷有着最大的压电常数,为630 pC/N。（2）采用两步前驱体反应法制备了 0.43PSN-（0.57-y）PMN-yPT（y=0.37,0.38,0.39,0.4,0.42）陶瓷。通过XRD对陶瓷的相结构进行了研究,发现陶瓷的准同型相界组分为y=0.38～0.4;通过对陶瓷电学性能的研究,发现居里温度和矫顽场随着PT含量的增加而增加,压电常数随着PT含量的增加呈现出先增加后减小的趋势。y=0.4的陶瓷具有良好的电学性能,其剩余极化强度,矫顽场,压电常数,平面机电耦合系数,厚度伸缩机电耦合系数,介电常数和介电损耗分别为36.82 μC/cm2,7.63 kV/cm,630 pC/N,0.64,0.56,3347,0.007;通过对y=0.4的陶瓷电学性能的温度稳定性的研究,发现在250℃时,压电常数仍保持在初始值的80%以上,在240℃时,厚度伸缩机电耦合系数仍保持在初始值的95%以上。以上结果表明y=0.4的陶瓷有着综合性能良好的电学性能以及优异的温度稳定性。（3）基于 Krimholtz-Leedom-Matthae 模型,将综合性能良好的 0.43PSN-0.17PMN-0.4PT陶瓷作为压电振元设计了中心频率为5 MHz的超声换能器,用PiezoCAD对换能器进行了模拟,结果表明换能器的中心频率为4.64 MHz,-6 dB带宽为81.27%;之后根据模拟结果制作了超声换能器,测试结果表明换能器的中心频率为4.86 MHz,-6 dB带宽为70.5%,在中心频率处的插入损耗为-22.07 dB。比具有相同结构及匹配层材料的PMN-PT单晶超声换能器的带宽更宽,表明PSN-PMN-PT陶瓷在医用超声换能器方面有一定的应用潜力。
黄思瑜[3]（2020）在《Ba2+、Nd3+掺杂PSN-PZT压电陶瓷的结构与性能研究》文中研究指明由于铅基类压电陶瓷具有良好压电特性,高居里温度、高压电系数、良好稳定性及制备工艺简单等特点,因此被广泛用于制作各种电子器件,如换能器、传感器、驱动器等。随着科学技术的不断发展,工业应用对压电陶瓷材料的性能提出了更加苛刻的要求。如超声加工、超声焊接、高温超声波定位探测器等应用要求材料具有较高居里温度及优异压电性能,以实现较宽温度范围内仍具有良好的压电性能。另一方面,环境保护问题愈发受到关注,众多科研工作者希望能够使用高转化效率压电陶瓷能量收集器以实现废弃能源的循环利用,进而缓解环境保护的压力,该类器件要求压电陶瓷材料具有较高的机电耦合系数。基于上述考虑,研究出具有高压电性能、高居里温度、良好温度稳定性的陶瓷材料是科研工作者艰巨且迫切的任务。本论文中,选择0.02Pb(Sb0.5Nb0.5)O3-0.98Pb（Zr,Ti）O3（简称PSN-PZT）陶瓷组分作为研究对象,主要对其进行了如下研究:（1）Ba2+掺杂PSN-PZT压电陶瓷:以空气作为烧结气氛,对PSN-PZT（Zr/Ti=52/48）压电陶瓷进行A位Ba2+替代Pb2+的掺杂改性研究。研究发现Ba2+掺杂量为4mol%的样品具有最佳的压电性能,其居里温度Tc=324℃、机电耦合系数kp=0.85、压电常数d33=502p C/N,0～100℃温度范围,kp最大波动为5.0%。（2）Ba2+掺杂PSN-PZT压电陶瓷:以氧气作为烧结气氛,对PSN-PZT（Zr/Ti=53/47）压电陶瓷材料进行A位Ba2+替代Pb2+的掺杂改性研究。研究结果表明:不同掺杂组分的样品处于室温时其晶体结构均呈四方相,并且其相结构对于Ba2+含量的变化并不敏感。XRD数据精修结果表明样品的四方度随Ba2+含量的增加而逐渐降低。样品的电学性能和压电性能的研究结果表明:样品在Ba2+掺杂量为5mol%时,具有最佳的压电性能,此时,其剩余极化强度Pr=34.6μC/cm2、矫顽场强Ec=16.2k V/cm、压电常数d33=560p C/N、居里温度Tc=317℃、室温时处于30k V/cm的电场下其应变S=0.19%、应变滞后H=0.178。（3）Nd3+掺杂PSN-PZT压电陶瓷:以氧气作为烧结气氛,以Zr/Ti=53/47的PSN-PZT压电陶瓷为研究基体,对材料进行稀土元素Nd3+替代A位Pb2+掺杂改性研究。对不同组成的样品进行晶体结构分析,结果表明所有样品在室温下均为四方相结构且掺杂量的变化对晶体结构的影响不明显。样品的电学性能和压电性能的研究结果表明在Nd3+掺杂量为1mol%时,样品具有最大的机电耦合系数kp=0.82,此时其矫顽场强Ec=17.0k V/cm、剩余极化强度Pr=40.0μC/cm2、居里温度Tc=331℃、压电系数d33=463p C/N,-50～150℃的温度区间内,其kp最大波动为7.4%。稀土Nd3+掺杂有效改善了PSN-PZT压电陶瓷的压电性能及机电耦合系数的温度稳定性。
蓝振成[4]（2020）在《钪酸铋-钛酸铅高温压电陶瓷的制备及性能优化》文中研究指明近年来,科学技术的飞速发展对压电材料的工作环境提出了严峻的挑战,高温压电材料的研究得到了高度的关注和重视。（1-x）BiScO3-xPbTiO3（BS-PT）二元固溶体在准同型相界（MPB）附近具有优异的压电性能（d33=460 pC/N）和高的居里温度（Tc=450℃）,是应用于高温领域的的理想材料。但是BS-PT高温压电陶瓷也存在着性能对成分依赖性高、原料昂贵（Sc昂贵）、不利于大规模生产等缺点。针对这些问题,本论文以BS-PT二元体系为基础,选取Pb（Cd1/3Nb2/3）O3（PCN）和Pb（Yb1/2Nb1/2）O3作为第三组元,系统地研究了新型三元体系（0.975-x）BiScO3-x PbTiO3-0.025Pb(Cd1/3Nb2/3)O3（BS-xPT-PCN）和（0.95-x）BiScO3-x PbTiO3-0.05Pb(Yb1/2Nb1/2)O3（BS-xPT-PYN）陶瓷的相结构、介电性能、铁电性能和压电性能,以及介电、压电的温度稳定性。采用传统固相反应法合成了MPB附近的（1-x）BiScO3-xPbTiO3（x=0.60～0.66）高温压电陶瓷,研究了BS-xPT陶瓷的微观结构、相结构和电性能。单斜相和四方相在MPB组分中共存,通过两个动态等效能态之间的耦合增强了极化率,从而改善了MPB附近的压电和铁电性能。BS-PT（x=0.64）的陶瓷具有最佳的压电和铁电性能:d33=450 pC/N,kp=62%,Pr=38μC/cm2,Ec=22.7 kV/cm,居里温度Tc保持在430°C,同时具有非常良好的温度稳定性,样品的退极化温度达到370°C,是高温压电应用的理想材料。利用传统的固相反应方法,设计并合成了一系列用于高温驱动的准同型相界附近（MPB）的BS-xPT-0.025PCN（x=0.58～0.64）高温压电陶瓷,系统地研究了相结构、形貌、介电、压电和铁电性能随PbTiO3含量的变化。X射线衍射（XRD）结果表明,随着PbTiO3含量的增加,BS-xPT-PCN陶瓷的相结构由三方相逐渐向四方相转变。结合介电性能、压电性能和铁电性能,发现BS-x PT-PCN陶瓷的MPB位于x=0.62。在MPB附近存在单斜相和四方相共存,MPB附近的BS-xPT-PCN压电陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数kp、居里温度Tc、剩余极化强度分别为508 pC/N、56%、401℃和40μC/cm2,这表明BS-xPT-PCN陶瓷具有优异的压电性能,并且具有较高Tc。此外,改性的BS-xPT-PCN陶瓷降低了纯BS-PT体系中昂贵的Sc2O3的消耗。BS-xPT-PCN陶瓷的顺电-铁电相转变的介电峰出现频率弥散,温度与频率符合V-F关系。高温下BS-xPT-0.025PCN压电陶瓷具有良好的温度稳定性,对x=0.62组分的样品进行变温XRD测试表明,单斜相和四方相良好的热稳定性使得MPB组分的样品获得高的退极化温度。研究了（0.95-x）BiScO3-xPbTiO3-0.05Pb(Yb1/2Nb1/2)O3陶瓷的相结构、介电性能、铁电性能和压电性能。结果表明,x的增加三方相和四方相之间出现了单斜相,从而大大增强了压电性能。PYN的加入使MPB小幅移动至x=0.60附近,当x=0.60时电学性能最佳:d33=392 pC/N,kp=53%,Pr=38μC/cm2,Ec=20.8 kV/cm,εrmax=30266,tanδ=0.0375,同时居里温度Tc保持在392℃。BS-xPT-PYN陶瓷的介电温谱显示高温顺电-铁电转变出现弛豫体行为,温度与频率遵循V-F关系。随着PT含量的增加,体系弛豫体行为逐渐减弱。材料的居里温度呈现线性升高的趋势。相比于纯BS-PT陶瓷,性能虽然有所降低,但是减少了Sc2O3的消耗,生产成本得到降低,具有大规模生产的潜力。BS-xPT-0.05PYN压电陶瓷是高温环境应用中的理想压电材料之一。
吴杰[5]（2019）在《PbTiO3基三元弛豫铁电陶瓷的晶向织构和电学性能研究》文中研究指明铁电材料作为一种重要的多功能材料,被广泛应用于现代社会的多个领域。近年来,以铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅（PIN-PMN-PT）和铌镱酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅（PYN-PMN-PT）等为代表的三元系铅基弛豫铁电固溶体以高的居里温度、大的矫顽场吸引了材料研究者的广泛关注。目前,合成大尺寸、高性能兼顾高稳定性的压电材料是压电研究领域亟待解决的一个难题。陶瓷织构技术是解决目前压电材料发展困境的一种有效手段。通过在多晶陶瓷中形成晶粒的择优取向生长,可望获得大幅提升的电学性能。本论文中分别以三方相的PIN-PMN-PT和PYN-PMN-PT三元弛豫铁电固溶体为基体材料,采用模板晶粒生长法（TGG）制备[001]取向的织构陶瓷,并结合离子掺杂改性技术,改善PbTiO3（PT）基三元弛豫铁电织构陶瓷的烧结行为和电学性能,研究陶瓷织构化及离子掺杂对陶瓷的相结构、微观形貌及介电、压电、铁电和机电等性能的影响规律,并在此基础上探讨织构陶瓷中高压电性的起源,以解决目前高性能压电材料研制存在的问题。采用局部微晶转化法合成具有高径厚比的钙钛矿型SrTiO3和BaTiO3片状微晶,SrTiO3微晶径向尺寸为11-16μm,厚度为1.0-1.5μm;BaTiO3微晶径向尺寸为5-10μm,厚度为0.5-1.0μm。以SrTiO3微晶为例,采用差热分析、X-射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析手段,对片状Bi4Ti3O12微晶与SrCO3反应生成SrTiO3微晶的局部微晶转化过程的相转变和微观形貌演化历程进行了系统地研究,阐明了局部微晶转化过程的演变机制。研究发现,Aurivillius结构的Bi4Ti3O12与SrCO3直接反应生成钙钛矿结构的SrTiO3,反应过程中没有出现任何稳定的中间第二相,晶格取向保持不变,并且反应产物SrTiO3继承了前驱体的形貌各向异性。整个局部微晶转化过程分三个步骤完成:结构转化-微晶剥离,重结晶和晶粒熟化-形貌重塑。研究模板籽晶的种类、含量对TGG法制备PIN-PMN-PT织构陶瓷过程中取向度、相结构和微观形貌的演化,制备了高度[001]择优取向的PIN-PMN-PT织构陶瓷,并系统地研究了陶瓷织构化对PIN-PMN-PT陶瓷的介电、铁电、压电和机电等电学性能的影响规律。研究表明,SrTiO3微晶与基体发生固溶而裂解失去稳定性;BaTiO3微晶则成功地引导PIN-PMN-PT基体择优取向生长,进而合成了织构度F001高达93%的PIN-PMN-PT织构陶瓷。PIN-PMN-PT织构陶瓷具有远高于PMN-PT等二元系材料的相转变温度,其中TRT120℃,Tc203℃。同时,由于[001]择优取向和沿[001]极化形成的“4R”工程畴结构,织构陶瓷的电学性能相比于普通陶瓷得到大幅提高,相对介电常数εr为2531、准静态压电常数d33达824 pC/N、径向机电耦合系数kp达0.81、矫顽场Ec为8.2 kV/cm、高场压电系数d*33高达1555 pC/N。其中,织构陶瓷的压电系数达到了普通陶瓷的2倍,机电耦合系数也呈现明显增大。以BaTiO3片状微晶为模板籽晶,结合TGG法成功合成了F001>95%的PYN-PMN-PT织构陶瓷,系统地研究了PYN-PMN-PT陶瓷织构过程中的相结构变化、微观形貌演变及择优取向演化等过程,阐明了PYN-PMN-PY织构陶瓷的织构机理,并深入讨论了陶瓷织构化、异质模板等对PYN-PMN-PT织构陶瓷的介电、铁电、压电和机电等电学性能以及电学性能的热稳定性、抗疲劳特性等的影响规律,在此基础上阐明了PYN-PMN-PT织构陶瓷电学性能优化的物理机制。研究发现,在保证高织构度前提下,模板含量的降低有利于织构陶瓷的压电和机电性能的提高。其中,3 vol%模板含量织构陶瓷的相对介电常数εr为1973、矫顽场Ec为8.7 kV/cm,压电常数d33高达772 pC/N、径向机电耦合系数kp达到0.82,50 kV/cm电场下的应变S高达0.38%,应变迟滞Hs低至4.5%。BaTiO3模板的引入几乎没有影响PYN-PMN-PT织构陶瓷的高居里温度,Tc仍保持200℃。异质模板的存在和基体晶格的错置导致陶瓷四方相含量的增多,弱化了铁电三方-四方相变,使织构陶瓷的温度稳定性得到改善,在室温至140℃范围内高电场压电响应保持稳定。此外,由于织构陶瓷沿[001]方向的高度择优取向,使得织构陶瓷的抗疲劳特性较普通陶瓷大幅优化,1×105次交流电场循环后织构陶瓷的极化强度和应变响应保持稳定。研究了掺杂改性对织构陶瓷的织构演化和电学性能的影响规律,并对织构陶瓷高压电性的起源进行了探讨。研究发现,Zn和Mn掺杂虽然会抑制PYN-PMN-PT陶瓷的[001]择优取向生长,但氧空位的存在对电畴翻转的钉扎效应导致样品电性能的“硬化”,具体表现为Zn和Mn掺杂陶瓷矫顽场Ec分别提高为10.3 kV/cm和12.6 kV/cm,介电损耗tanδ分别降至0.81%和0.58%,机械品质因数Qm分别提高为110和133。Cu掺杂低温下形成的液相,促进了PYN-PMN-PT陶瓷的择优取向生长和致密化演变,975℃低温烧结即可制备F001高达99.3%的PYN-PMN-PT织构陶瓷。织构温度较未掺杂织构陶瓷降低了225℃,织构度也得到明显提高。尤其是,低温烧结PYN-PMN-PT织构陶瓷的d33高达1087 pC/N,kp高达0.94。Cu掺杂PYN-PMN-PT织构陶瓷的高压电性主要来源于材料压电本征特性的贡献。[001]取向的增强、两相共存态、介电常数增大以及局域极化无序态等因素的共同作用,促进了织构陶瓷压电性能的飞跃。本研究可为新一代高性能弛豫铁电织构材料的设计、制备技术和性能调控奠定实验及理论基础,也为新一代高温压电器件提供可靠的高性能材料,具有重要的科学意义和工程应用价值。
黄廷伟[6]（2019）在《锆钛酸铅-锰铋钙钛矿-铌锌酸铅多元复合压电陶瓷低温制备与性能研究》文中指出PZT基压电陶瓷以其优异的性能广泛应用于大功率陶瓷器件领域,如压电陶瓷变压器、超声波电机等。其特点集中于微型化、集成化和大功率化。兼顾低温烧结和优异性能是大功率压电材料的一个重要发展方向。本论文采用固相合成法成功制备新型PZT-Bi Mn BO3-PZN四元系大功率压电陶瓷,对其掺杂前后的准同型相界处的相结构、铁电和压电、介电性能进行了研究。首先,研究了BMn T取代含量及Zr/Ti比对0.9PxZT-y BMn T-（0.1-y）PZN陶瓷材料烧结温度、微观结构及电学性能的影响。发现,随着BMn T的取代含量的增加,陶瓷三方性增强,烧结温度下降。当y=0.04,烧结温度为1120 ℃时,陶瓷的综合性能最优:εT33/ε0=1454,d33=310 p C/N,kp=0.56,Qm=1149,tanδ=0.39%,Tc=322 ℃。改变Zr/Ti比发现了准同型相界,在附近压电活性最高,所有样品的晶粒发育良好,致密度很高,当x=0.50时,陶瓷材料具有的综合性能最优。然后,研究了金属氧化物Fe2O3和Cu O相对含量对陶瓷材料烧结温度及电学性能的影响。发现Fe2O3/Cu O增加,陶瓷烧结温度下降,同时改善了电学性能。当烧结温度为1020℃陶瓷的综合性能最优:ρR=98%,εT33/ε0=1751,d33=385 p C/N,kp=0.62,Qm=1150,tanδ=0.31%,Tc=321 ℃。最后,基于BMn S高居里温度和高Qm的特点,采用固相合成法制备出BMn S-PZN-PZT四元系大功率压电陶瓷,研究了准同型相界附近的相结构变化、显微组织形貌、铁电性能、压电和介电性能。发现随着Zr/Ti比的增加,陶瓷相结构由四方相逐渐转变为三方相,晶粒发育良好,致密度高,当烧结温度为1120℃,Zr/Ti=0.48/0.52时,材料的综合性能最优:ρR=97%,εT33/ε0=1450,d33=285 p C/N,kp=0.53,Qm=1525,tanδ=0.76%,Tc=297 ℃。通过添加金属氧化物Fe2O3,陶瓷材料的烧结温度进一步降低至1040 ℃,并增加平均粒径,促进陶瓷的致密化,改善了压电和机电性能。实现了优化性能和低温烧结的目的。其具有低于传统PZT基大功率压电陶瓷的烧结温度,并在1040 ℃烧结,掺杂量y=0.7mol%时具有良好的综合性能:ρR=98%,εT33/ε0=1615,d33=305 p C/N,kp=0.56,Qm=1678,Tc=302℃。与传统的压电陶瓷相比,目前研究的组成具有低烧结温度和优异的压电性能,表明其可满足大功率器件的低成本和实用化的要求。
卓展鹏[7]（2018）在《铌锑锆钛酸铅压电陶瓷相结构及电性能的研究》文中指出铌锑锆钛酸铅[Pb（Sb,Nb）O3-Pb（Zr,Ti）O3,简写PSN-PZT]压电陶瓷具有居里温度高、频率温度稳定性好等优点,在超声换能器、陶瓷滤波器和陶瓷谐振器领域具有重要应用。然而目前缺乏对PSN-PZT体系掺杂Sr2+、Ba2+和La3+的系统研究。为此,本文系统研究了Sr2+、Ba2+和La3+掺杂对Pb(Sb1/2Nb1/2)0.02(Zr0.54Ti0.46)0.98O3相结构和电性能的影响。随着Sr2+和La3+掺杂量的增加,陶瓷相结构均从三方相转变为四方相。当Sr2+和La3+的掺杂量分别为6 mol%和4 mol%时,陶瓷处于准同型相界上,并分别取得较优的压电性能:d33=533 pC/N,kp=70%,TC=287℃和d33=510 pC/N,kp=66%,TC=273℃。随着Ba2+掺杂量的增加,陶瓷的四方相含量增加,相结构逐渐靠近准同型相界。当Ba2+掺杂量为10 mol%时,陶瓷取得较优的压电性能:d33=369 pC/N,kp=67%和TC=271℃;除了掺杂改性外,调整各组元的含量配比也是提高三元系介电和压电性能的有效手段。然而在PSN-PZT中,已有的研究主要集中于当PSN=2 mol%时,掺杂改性和调整Zr/Ti对PSN-PZT性能的影响,对PSN在PZT中的固溶度、PSN含量对PSN-PZT相结构和电性能的影响等问题依然不清楚。针对这些问题,本文系统研究了不同PSN含量对PSN-PZT相结构和电性能的影响。研究发现PSN在PZT中的固溶度约为6 mol%。在xPb(Sb1/2Nb1/2)O3-（1-x）Pb(Zr0.54Ti0.46)O3+0.3 wt%Pb3O4（x=2,4,6,8,10,20,30,40,50,70,100 mol%）中,当x=4 mol%时,陶瓷具有较优的性能:d33=330 pC/N,kp=64%。了解各组元的性能和结构特征,对于开发具有优异介电和压电性能的多元系材料具有重要意义。然而,目前为此,PSN这个组元的结构和性质还未知。因此,本文研究了PSN化合物的性质。XRD结果显示,Nb2O5、Sb2O3和Pb3O4按PSN配比称量之后经900℃预烧3 h并没有形成同时含有Sb3+、Nb5+和Pb2+这三种离子的化合物,其最终产物为分别由Sb3+和Pb2+、Nb5+和Pb2+形成的烧绿石相化合物Pb3+x+x Sb2O8+x和Pb2Nb2O7,说明PSN这个化合物并不存在,因此,PSN-PZT不是一个三元系。此时Sb3+和Nb5+的摩尔比值不一定要保持1/1,改变Sb/Nb摩尔比可能会提高PSN-PZT的性能。基于此,本文研究了不同Sb/Nb摩尔比对PSN-PZT相结构和电性能的影响。研究发现,Nb5+会影响Sb3+在PZT中的固溶度。随着Nb5+含量增加,Sb3+离子在PZT中的固溶度减小。在0.08Pb(SbyNb1-y)O3.5-y-0.92Pb(Zr0.54Ti0.46)O3中,当Sb/Nb=0/100时,陶瓷取得最佳的性能:εr=2078、tanδ=2.3%、d33=449 pC/N、kp=69%和Qm=65。在0.04Pb(SbzNb1-z)O3.5-z-0.96Pb(Zr0.54Ti0.46)O3中,当Sb/Nb=38/62时,陶瓷取得了比Sb/Nb=50/50时更优异的性能。通过改变Sb/Nb摩尔比进一步提高了PSN-PZT的性能,由此推测,同时调整PSN含量和Sb/Nb摩尔比或许还能更进一步提高该体系材料的性能。
李俊慧[8]（2017）在《PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用》文中研究表明多层压电器件整机一体化、小型化和高性能化的发展,要求多层压电陶瓷与金属（如纯Ag或高Ag/低Pd）电极达到良好的共烧兼容,因此,降低烧结温度的同时能保证陶瓷的性能十分必要。本文通过添加ZnO/Li2CO3（简写为ZL）来降低0.83Pb(Zr1/2Ti1/2)O3-0.11Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.06Pb(Ni1/3Nb2/3)O3（简写为 PZT-PZN-PNN,PZNNT）压电陶瓷的烧结温度,并通过添加MnnO2调节PZNNT基压电陶瓷的性能,研究不同氧化物掺杂对PZNNT四元系压电陶瓷材料的相结构及其电性能的影响,并以最佳组分和最佳工艺制取的样品制作了多层压电陶瓷驱动器,对其驱动性能以及老化疲劳性能进行了研究。对不同含量ZL添加剂对PZNNT陶瓷（PZNNT-ZL）相结构、显微组织和电性能影响的研究结果表明,ZL的加入,使得材料在烧结过程中形成了液相,促进烧结致密化并降低了烧结温度；随着ZL掺杂量的增加,相结构由四方相向三方相转变,介电常数εr、压电常数d33和机电耦合系数Kp均先增大后减小,而介电损耗tanδ和机械品质因数Qm呈先减小后增大的趋势;当ZL添加量为1wt%时,在920℃能够烧结成瓷,且具有较佳的综合性能:d33=513pC/N,Kp=0.635,εr=1694,tanδ=0.0235。为提高PZNNT-ZL压电陶瓷的机械品质因数Qm,研究了 MnO2掺杂对PZNNT-ZL陶瓷（PZNNT-ZLM）相结构、微观形貌,压电、介电及铁电性能的影响,结果表明:锰进入晶格以三价的形式进行取代；适量的锰掺杂可有效提高PZNNT-ZLM陶瓷的机械品质因数Qm,且未降低机电耦合系数Kp；PZNNT-ZLM陶瓷的压电性能随着MnO2掺杂量的增多呈现先增加后减小的变化趋势,在掺锰量为0.6wt%时,陶瓷具有最佳综合性能,其压电常数d33为423pC/N,机电耦合系数Kp为0.674,机械品质因数Qm为419,居里温度Tc为316℃,有望用于大功率压电陶瓷驱动器。采用优化过的组分试制了多层压电陶瓷驱动器,对其驱动性能以及老化疲劳性能进行测试。结果表明,驱动器微位移达到5.9μm,老化疲劳性能良好。
郭瑶仙[9]（2016）在《大应变PSN-PNN-PZT压电陶瓷的制备与性能研究》文中研究表明本文通过传统固相法制备了四元体系yPSN-0.3PNN-（0.7-y）PZT（y=0-0.02）压电陶瓷,通过对物相分析、微观结构的观察和压电介电性能的分析,讨论了PSN对体系准同型相界的影响,以及对压电介电性能的影响,最终确定性能最优的最佳组分,然后对最佳PSN含量的配方进行工艺（合成温度、极化条件）的优化以及进行La掺杂,以实现大应变压电陶瓷的应用。通过研究不同PSN含量对yPSN-0.3PNN-（0.7-y）PZT四元体系准同型相界处Zr/Ti的影响,并讨论了其对性能的影响。发现随着PSN含量的增加,处于准同型相界处的Zr/Ti逐渐减小,即随着PSN含量的增加,铌锑铌镍锆钛酸铅四元体系的准同型相界是逐渐向富钛区移动。在烧结温度为1240℃时,体系压电系数、机电耦合系数、介电常数随着PSN含量的增加均先增加后减小。当PSN含量为1.5mol%时,体系性能达到最佳。PSN-PNN-PZT压电陶瓷的应力应变曲线形状是蝴蝶状曲线,电滞回线是典型的矩形状曲线,随着PSN增加,剩余极化强度（Pr）和应变极值（Smax）都是先增大后减小,当PSN=1.5mol%时,Pr和Smax均达到最大。研究了0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT体系压电陶瓷,讨论了Zr/Ti和合成温度对材料性能的影响。随着Zr/Ti的增加,试样的相结构从四方相逐渐向三方相转变。随Zr/Ti的增加,d33,kp,（εT）33/ε0都是先增大后降低;随着合成温度的增加,陶瓷片的d33和ε33T/ε0先增加后降低。当Zr/Ti=43/57,T合=750℃时,试样的性能达到最佳:d33=643 pC/N,kp=0.67,（εT）33/ε0=4349,tanδ=1.67%,Tc=229°C。本实验还讨论了极化方式对陶瓷性能的影响,发现陶瓷性能与在极化过程中试样的冷却速度有关,当采用无保压自然冷却的极化方式时,陶瓷性能最佳:d33=661pC/N,ε33T/ε0=4603,tanδ=1.57%。对于0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT压电陶瓷,在电场强度为3kV/mm下,随着锆钛比的增加,剩余极化强度和最大应变Smax都是先增加后减小,矫顽场是一直减小。当Zr/Ti=43/57时,Smax=0.39%,Pr=33.53μC/cm2,EC=0.8kV/mm。研究了La掺杂0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT压电陶瓷,讨论了La的掺杂量、烧结温度以及Zr/Ti对体系的准同型相界和压电介电性能的影响。随着La掺杂量、烧结温度和Zr/Ti的增加,d33,kp,ε33T/ε0均是先增大后降低。当La掺杂量为1mol%,烧结温度为1260°C,Zr/Ti=43/57时,陶瓷获得最佳性能:d33=656pC/N,kp=0.63,ε33T/ε0=5403,tanδ=1.74%,Tc=212°C。
石贵阳[10]（2013）在《铁酸铋—钛酸铅系大功率压电陶瓷及器件的设计、研制与性能》文中指出钙钛矿结构x（BiFeO3）–（1-x）（PbTiO3）（BF-PT）压电固溶体具有较高的居里温度和介电强度以及良好的压电性能，在高温大功率压电器件领域有广阔的应用前景。但是，BF-PT陶瓷矫顽场强场强大，难于极化，介电损耗大，机械品质因子低，限制了其在大功率压电器件中的应用。本文采用固相反应工艺制备了（1-x）Bi(Ga0.05Fe0.95)O3-xPbTiO3（BGF-PT）陶瓷，研究BGF-PT陶瓷的MPB效应。此外，采用溶胶凝胶工艺制备出具有优异机电性能和温度稳定性的Mn掺杂的0.6(Bi0.9La0.1)FeO3-0.4Pb(Ti1-xMnx)O3（BLF-PTM）)陶瓷；测量了BLF-PTM陶瓷的室温、高温和大功率压电性能，讨论了BLF-PTM陶瓷介电、压电和弹性非线性特征。最后，用性能优化的BLF-PTM陶瓷制备了单向极化、圆片型大功率压电变压器，分析建立了变压器的等效电路模型，表征了变压器室温、高温下的升压比和功率密度。BGF-PT陶瓷具有钙钛矿结构。当x=0.3和0.35，BGF-PT陶瓷中三方相和四方相共存，晶粒尺寸较小，具有较大的介电常数和剩余极化、较小的介电损耗，呈现MPB特征。XPS分析表明，MPB附近，BGF-PT中Fe2+离子和氧化物杂质含量较少。阻抗分析结果表明，MPB附近，BGF-PT陶瓷的宏观电性能主要来自晶粒的贡献；远离相界，x=0.25和0.45，晶粒和晶界均对陶瓷的宏观电性能有贡献，但晶粒的贡献远大于晶界。高温时，BGF-PT陶瓷中导电载流子主要是氧空位，晶粒和晶界电导主要是氧空位的移动引起，MPB附近，氧空位的热激活能较大。BLF-PTM陶瓷具有三方相和四方相共存的钙钛矿结构，Mn掺杂明显提高了陶瓷的晶粒尺寸。BLF-PTM陶瓷表现出硬性压电材料特征，具有较小的介电常数、介电损耗、机械内耗、弹性模量、剩余极化和回线面积以及较大的频率常数，极化后样品的电滞回线明显不对称。适量Mn掺杂BLF-PTM陶瓷具有理想的极化状态，表现出优异的室温、高温压电和机电耦合性能。Mn含量1at％的BLF-PTM陶瓷d33，g33，kp，Qm，Tc分别为124pC/N、37X10-3Vm/N、0.338、403和473oC；且d33和kp具有优异的温度稳定性，退极化温度达到370oC，250oC温度下的Qm大于200。在激励电场作用下，1at％Mn掺杂BLF-PTM陶瓷具有最大的振动速率和小的升温，最大振动速率可以达到1.1m/s，升温仅为6oC。BLF-PTM在强电场下出现介电、压电和弹性非线性特征。Mn掺杂同时降低了BLF-PTM陶瓷的介电和压电非线性系数，以及三阶非线性弹性柔顺系数和机电耦合系数。未掺Mn的BLF-PT陶瓷介电和压电非线性符合瑞利定理；Mn掺杂BLF-PTM陶瓷的介电和压电非线性偏离瑞利定理。BLF-PTM陶瓷的弹性非线性是引起机械振动谐振频率频移和非线性机电耦合效应的主要原因。Mn掺杂BLF-PTM陶瓷的电畴比较稳定，在电场作用下不易翻转，而极化后电畴运动更加困难，抑制了BLF-PTM陶瓷的非线性。BLF-PTM单向极化圆片型压电变压器的等效电路模型分析表明，压电变压器在谐振频率和三次谐振频率工作时的匹配电阻分别为8.1k和2.1k，效率分别为91.2%和84.3%。实际测量表明，匹配负载压电变压器具有最大的功率密度和效率，谐振频率和三次谐振频率功率密度分别为30.1W/cm3和23.5W/cm3，效率分别为83.4%和80.2%。温度升高，压电变压器空载谐振频率向低频移动，电压增益先增大后减小；200oC时，电压增益达到最大值35.6。工作温度低于300oC，压电变压器能保持较高的功率密度，250oC时，功率密度仍大于20W/cm3。BLF-PTM压电变压器是一种可以在较高温工作的大功率压电变压器，目前文献中还未见相关报道。
二、组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响（论文提纲范文）
（1）基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 压电陶瓷发展概况 |
| 1.1.1 压电材料分类 |
| 1.1.2 硬性压电材料制备方法概述 |
| 1.1.3 PZT在热-力环境下的老化效应研究现状 |
| 1.1.4 压电陶瓷机电特性研究现状 |
| 1.2 功率超声振子能量损失研究概述 |
| 1.2.1 功率超声振子研究进展 |
| 1.2.2 功率超声振子能量转换影响的研究进展 |
| 1.2.3 功率超声振子能量损失影响的研究进展 |
| 1.2.4 功率超声振子能量在接触界面的研究进展 |
| 1.3 功率超声振子在不同负载下机电性能的研究概述 |
| 1.3.1 功率超声振子在硬性负载下的研究现状 |
| 1.3.2 功率超声振子在软性负载下的研究现状 |
| 1.4 选题的背景及意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2.纵向振动复合棒超声压电振子设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 33k纵向振动压电换能器理论设计 |
| 2.2.1 压电陶瓷元件振动模式与压电方程 |
| 2.2.2 压电材料及压电换能器的主要性能参数 |
| 2.2.3 有损耗的晶片级联的机电等效图 |
| 2.2.4 压电换能器的机械共振频率方程 |
| 2.2.5 功率超声电源的选型 |
| 2.3 33k纵向振动变幅杆理论设计 |
| 2.3.1 变幅杆主要性能参数 |
| 2.3.2 变幅杆分类 |
| 2.3.3 超声变幅杆的选型和固定 |
| 2.3.4 半波长圆截面阶梯型变幅杆频率方程 |
| 2.3.5 复合棒纵向振动超声压电振子共振频率方程 |
| 2.4 33k超声压电振子COMSOL有限元分析 |
| 2.4.1 压电振子模型建立 |
| 2.4.2 压电振子模态分析 |
| 2.4.3 压电振子谐响应分析 |
| 2.5 试验设计方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3.单片纵向压电振子在温度场下的机电性能演变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加温下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的老化理论模型 |
| 3.3 加温下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的微观组织及物相分析 |
| 3.3.1 加温试验平台 |
| 3.3.2 显微结构 |
| 3.3.3 物相结构 |
| 3.4 不同温度下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3电学参数的演变 |
| 3.4.1 温度影响下的单片PZT-8等效电路模型 |
| 3.4.2 温度对单片PZT-8动态电容C_1的老化影响 |
| 3.4.3 温度对单片PZT-8动态电感L_1的老化影响 |
| 3.4.4 温度对单片PZT-8动态电阻R_1的老化影响 |
| 3.5 不同温度下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3机电性能演变 |
| 3.5.1 温度对单片PZT-8谐振频率f_s的老化影响 |
| 3.5.2 温度对单片PZT-8有效机电耦合系数k_(eff)的老化影响 |
| 3.5.3 温度对单片PZT-8机械品质因数Q_m的老化影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4.单片纵向压电振子在一维力场下的机电性能演变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一维轴向压力下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的老化理论模型 |
| 4.3 一维轴向压力下Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的微观组织及物相分析 |
| 4.3.1 加力试验平台 |
| 4.3.2 显微结构 |
| 4.3.3 物相结构 |
| 4.4 一维轴向压力下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3电学参数的演变 |
| 4.4.1 单轴压影响下单片PZT-8的等效电路模型 |
| 4.4.2 一维压缩应力对单片PZT-8动态电容C_1的老化影响 |
| 4.4.3 一维压缩应力对单片PZT-8动态电感L_1的老化影响 |
| 4.4.4 一维压缩应力对单片PZT-8动态电阻R_1的老化影响 |
| 4.5 一维轴向压力下单片Pb(Ti_(0.52)Zr_(0.48))O_3的机电性能演变 |
| 4.5.1 一维压缩应力对单片PZT-8谐振频率f_s的老化影响 |
| 4.5.2 一维压缩应力对单片PZT-8有效机电耦合系数k_(eff)的老化影响 |
| 4.5.3 一维压缩应力对单片PZT-8机械品质因数Q_m的老化影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5.复合棒超声压电振子在接触界面的机电特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 接触界面建模 |
| 5.3 激光加工接触界面的表征 |
| 5.3.1 超声压电振子的装配 |
| 5.3.2 激光加工接触界面的工艺参数 |
| 5.3.3 接触界面微观形貌表征 |
| 5.3.4 接触界面粗糙度表征 |
| 5.4 复合棒超声压电振子在不同接触界面下的机电特性分析 |
| 5.4.1 接触界面粗糙度对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 5.4.2 接触界面粗糙度对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 5.4.3 接触界面粗糙度对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.复合棒超声压电振子在不同负载下的机电特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负载分类 |
| 6.3 液体负载下复合棒超声压电振子的机电特性分析 |
| 6.3.1 液体负载试验平台 |
| 6.3.2 液面高度对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 6.3.3 液面高度对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 6.3.4 液面高度对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 6.4 固体负载下复合棒超声压电振子的机电特性分析 |
| 6.4.1 固体负载试验平台 |
| 6.4.2 力负载对复合棒压电振子谐振频率f_s的影响 |
| 6.4.3 力负载对复合棒压电振子有效机电耦合系数k_(eff)的影响 |
| 6.4.4 力负载对复合棒压电振子机械品质因数Q_m的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7.结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）PSN-PMN-PT压电陶瓷组分优化与换能器研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 医用超声换能器 |
| 1.2.1 超声换能器的基本结构 |
| 1.2.2 超声换能器的性能参数 |
| 1.3 钙钛矿型压电陶瓷 |
| 1.3.1 压电效应 |
| 1.3.2 钙钛矿结构 |
| 1.3.3 压电材料的主要性能参数 |
| 1.3.4 准同型相界 |
| 1.4 压电陶瓷的稳定性 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.6 研究现状简析 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 2 实验方法及过程 |
| 2.1 实验原料及仪器设备 |
| 2.2 实验流程图 |
| 2.3 陶瓷样品的性能测试 |
| 2.3.1 相结构测试 |
| 2.3.2 密度测试 |
| 2.3.3 SEM测试 |
| 2.3.4 铁电性能测试 |
| 2.3.5 压电和机电性能测试 |
| 2.3.6 介电性能测试 |
| 2.3.7 热稳定性测试 |
| 2.4 超声换能器性能测试 |
| 2.4.1 电学性能测试 |
| 2.4.2 带宽测试 |
| 2.4.3 灵敏度测试 |
| 3 PSN-PMN-PT陶瓷的制备及性能研究 |
| 3.1 陶瓷样品组分的确定 |
| 3.2 前驱体ScNbO_4和MgNb_2O_6的制备 |
| 3.3 PSN-PMN-PT陶瓷预烧温度的确定 |
| 3.4 PSN-PMN-PT陶瓷的XRD分析 |
| 3.5 PSN-PMN-PT陶瓷的微观形貌 |
| 3.6 PSN-PMN-PT陶瓷的介电性能 |
| 3.7 PSN-PMN-PT陶瓷的铁电性能 |
| 3.8 PSN-PMN-PT陶瓷的压电性能和机电性能 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的电学性能及热稳定性 |
| 4.1 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的XRD分析 |
| 4.2 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的表面微观形貌 |
| 4.3 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的介电性能 |
| 4.4 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的铁电性能 |
| 4.5 0.43PSN-(0.57-y)PMN-yPT陶瓷的压电性能和机电性能 |
| 4.6 0.43PSN-0.17PMN-0.4PT陶瓷的温度稳定性测试 |
| 4.6.1 热激发退极化测试 |
| 4.6.2 压电性能温度稳定性 |
| 4.6.3 机电性能温度稳定性 |
| 4.6.4 铁电性能的温度稳定性 |
| 4.6.5 单极应变的温度稳定性 |
| 4.6.6 双极应变的温度稳定性 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 超声换能器的研制及性能测试 |
| 5.1 超声换能器设计 |
| 5.1.1 压电振元 |
| 5.1.2 匹配层 |
| 5.1.3 背衬 |
| 5.2 超声换能器模拟 |
| 5.3 超声换能器的制作 |
| 5.4 超声换能器的性能测试 |
| 5.4.1 电学性能 |
| 5.4.2 带宽 |
| 5.4.3 灵敏度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（3）Ba2+、Nd3+掺杂PSN-PZT压电陶瓷的结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压电效应 |
| 1.2.1 压电材料的结构 |
| 1.2.2 压电材料的性能参数 |
| 1.2.3 压电陶瓷的种类 |
| 1.3 PSN-PZT压电陶瓷 |
| 1.4 压电陶瓷的应用 |
| 1.5 本论文的研究意义及内容 |
| 第二章 样品的制备及表征 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.2 传统固态相反应法制备步骤 |
| 2.3 实验设备及测试仪器 |
| 2.4 样品测试及表征 |
| 2.4.1 物相结构 |
| 2.4.2 显微结构 |
| 2.4.3 铁电性能 |
| 2.4.4 介电性能 |
| 2.4.5 压电性能 |
| 第三章 Ba~(2+)掺杂PSN-PZT压电陶瓷性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备工艺 |
| 3.3 Ba~(2+)掺杂PSN-PZ_(52)T_(48)压电陶瓷 |
| 3.3.1 物相结构 |
| 3.3.2 介电性能 |
| 3.3.3 铁电性能 |
| 3.3.4 压电性能 |
| 3.4 Ba~(2+)掺杂PSN-PZ_(53)T_(47) 压电陶瓷 |
| 3.4.1 物相结构 |
| 3.4.2 拉曼光谱 |
| 3.4.3 显微结构 |
| 3.4.4 介电性能 |
| 3.4.5 铁电性能 |
| 3.4.6 压电性能 |
| 3.4.7 掺杂5mol%Ba~(2+)的PSN-PZ_(53)T_(47) 压电陶瓷 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Nd~(3+)掺杂PSN-PZT压电陶瓷性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备工艺 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 物相结构 |
| 4.3.2 拉曼光谱 |
| 4.3.3 显微结构 |
| 4.3.4 PFM测试 |
| 4.3.5 铁电性能 |
| 4.3.6 介电性能 |
| 4.3.7 压电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）钪酸铋-钛酸铅高温压电陶瓷的制备及性能优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 压电材料 |
| 1.2.1 压电效应 |
| 1.2.2 压电陶瓷及应用 |
| 1.3 铁电体材料 |
| 1.4 高温压电陶瓷的研究现状 |
| 1.4.1 钙钛矿结构压电陶瓷体系 |
| 1.4.2 BiScO_3-PbTiO_3 体系高温压电陶瓷研究进展 |
| 1.5 课题的提出与研究内容 |
| 第2章 BS-PT基压电陶瓷的制备工艺及性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 实验所用仪器设备 |
| 2.4 陶瓷的制备工艺 |
| 2.5 陶瓷样品的结构表征与性能测试 |
| 第3章 BiScO_3-PbTiO_3 陶瓷相结构和高温压电稳定性的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验样品制备 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 BS-xPT压电陶瓷的相结构分析 |
| 3.3.2 BS-xPT压电陶瓷的介电性能 |
| 3.3.3 BS-xPT压电陶瓷的压电铁电性能 |
| 3.3.4 BS-xPT压电陶瓷的变温铁电性能 |
| 3.3.5 BS-xPT压电陶瓷的变温压电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 准同型相界附近BiScO_3-PbTiO_3-Pb(Cd_(1/3)Nb_(2/3))O_3 高温压电陶瓷的相结构与热稳定性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验样品制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 BS-x PT-PCN陶瓷的相结构与微观形貌 |
| 4.3.2 BS-x PT-PCN陶瓷的介温特性及弛豫体行为 |
| 4.3.3 BS-x PT-PCN陶瓷的铁电压电性能 |
| 4.3.4 温度对BS-x PT-PCN陶瓷的退极化和相结构的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiScO_3-PbTiO_3-0.05Pb(Yb_(1/2)Nb_(1/2))O_3 陶瓷的相转变与弛豫体行为 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验样品制备 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 BS-x PT-PYN陶瓷的相结构与微观形貌 |
| 5.3.2 BS-x PT-PYN陶瓷的介温特性及弛豫性能 |
| 5.3.3 BS-x PT-PYN陶瓷的压电铁电性能 |
| 5.3.4 温度对BS-x PT-PYN陶瓷的退极化和相结构的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表的学术论文与专利 |
| 致谢 |
（5）PbTiO3基三元弛豫铁电陶瓷的晶向织构和电学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 PT基弛豫铁电材料简介 |
| 1.2.1 铁电材料简介 |
| 1.2.2 PT基弛豫铁电材料研究现状 |
| 1.3 PT基弛豫铁电陶瓷织构化研究现状 |
| 1.3.1 织构陶瓷简介 |
| 1.3.2 钙钛矿型片状微晶的研究现状 |
| 1.3.3 PT基弛豫铁电陶瓷的织构化研究 |
| 1.4 研究现状简析 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 SrTiO_3和Ba TiO_3片状模板的局部微晶转化和转化机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SrTiO_3 片状模板的局部微晶转化及转化机理研究 |
| 2.2.1 SrTiO_3 片状模板的局部微晶转化研究 |
| 2.2.2 新型局部微晶转化过程中的相结构演变机理研究 |
| 2.2.3 新型局部微晶转化过程中的微观形貌演变研究 |
| 2.3 BaTiO_3 片状微晶的局部微晶转化研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PIN-PMN-PT织构陶瓷的取向生长和电学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PIN-PMN-PT普通陶瓷的电学性能研究 |
| 3.2.1 PIN-PMN-PT普通陶瓷的制备研究 |
| 3.2.2 PIN-PMN-PT普通陶瓷的电学性能研究 |
| 3.3 PIN-PMN-PT织构陶瓷的取向生长研究 |
| 3.3.1 不同片状模板籽晶对PIN-PMN-PT织构陶瓷取向生长影响研究 |
| 3.3.2 PIN-PMN-PT织构陶瓷的模板籽晶取向生长研究 |
| 3.4 PIN-PMN-PT织构陶瓷的电学性能研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 PYN-PMN-PT织构陶瓷的取向生长和电学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PYN-PMN-PT织构陶瓷的取向生长研究 |
| 4.2.1 PYN-PMN-PT粉体的合成研究 |
| 4.2.2 PYN-PMN-PT织构陶瓷的取向生长研究 |
| 4.3 PYN-PMN-PT织构陶瓷的电学性能及稳定性研究 |
| 4.3.1 PYN-PMN-PT织构陶瓷的电学性能研究 |
| 4.3.2 PYN-PMN-PT织构陶瓷的电学性能稳定性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 掺杂改性对PYN-PMN-PT织构陶瓷取向生长和电学性能影响的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Zn/Mn掺杂对PYN-PMN-PT陶瓷取向生长和电学性能的影响 |
| 5.2.1 Zn/Mn掺杂PYN-PMN-PT陶瓷的取向生长研究 |
| 5.2.2 Zn/Mn掺杂PYN-PMN-PT织构陶瓷的电学性能研究 |
| 5.3 Cu掺杂对PYN-PMN-PT陶瓷取向生长和电学性能的影响 |
| 5.3.1 Cu掺杂PYN-PMN-PT陶瓷的取向生长研究 |
| 5.3.2 Cu掺杂对PYN-PMN-PT织构陶瓷电学性能的影响 |
| 5.3.3 Cu掺杂PYN-PMN-PT织构陶瓷的高压电性起源探讨 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）锆钛酸铅-锰铋钙钛矿-铌锌酸铅多元复合压电陶瓷低温制备与性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 大功率压电材料及其应用 |
| 1.2.1 压电效应与极化 |
| 1.2.2 压电陶瓷变压器结构原理 |
| 1.2.3 大功率压电材料的特点 |
| 1.2.4 典型的大功率压电材料体系 |
| 1.2.5 大功率压电材料的掺杂改性 |
| 1.3 压电陶瓷材料的低温烧结技术 |
| 1.3.1 低温烧结技术 |
| 1.4 论文的设计思想及研究内容 |
| 第二章 实验过程及仪器设备 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 制备步骤和工艺 |
| 2.3 性能测试及结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 密度测试 |
| 2.3.3 样品显微形貌分析(SEM) |
| 2.3.4 介电性能测试 |
| 2.3.5 压电性能测试 |
| 第三章 PZT-BMnT-PZN压电陶瓷制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BMnT取代量对PZT-BMnT-PZN陶瓷性能的影响 |
| 3.2.1 实验过程 |
| 3.2.2 物相结构分析 |
| 3.2.3 微观形貌与密度分析 |
| 3.2.4 介电及压电性能分析 |
| 3.3 Zr/Ti比对PZT-BMnT-PZN陶瓷结构与性能的影响 |
| 3.3.1 实验过程 |
| 3.3.2 物相结构分析 |
| 3.3.3 微观形貌与密度分析 |
| 3.3.4 介电及压电性能分析 |
| 3.3.5 压电性能的温度稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Fe_2O_3/CuO掺杂PZT-BMnT-PZN陶瓷的烧结特性和电学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 金属氧化物共掺杂Fe_2O_3/CuO比对PZT-BMnT-PZN陶瓷性能的影响 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 物相结构分析 |
| 4.2.3 微观形貌和密度分析 |
| 4.2.4 介电与压电性能分析 |
| 4.3 烧结温度对PZT-BMnT-PZN陶瓷性能的影响 |
| 4.3.1 实验过程 |
| 4.3.2 微观形貌和密度分析 |
| 4.3.3 介电与压电性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 PZT-BMnS-PZN陶瓷及其Fe_2O_3掺杂改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PZT-BMnS-PZN陶瓷结构与性能 |
| 5.2.1 实验过程 |
| 5.2.2 物相分析 |
| 5.2.3 密度与微观形貌分析 |
| 5.2.4 介电和压电性能分析 |
| 5.3 Fe_2O_3掺杂PZT-BMnS-PZN陶瓷物相及性能分析 |
| 5.3.1 实验过程 |
| 5.3.2 物相分析 |
| 5.3.3 密度与微观形貌分析 |
| 5.3.4 介电和压电性能分析 |
| 5.3.5 铁电性能分析 |
| 5.3.6 压电性能分析 |
| 5.3.7 常见大功率压电陶瓷体系性能比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（7）铌锑锆钛酸铅压电陶瓷相结构及电性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 压电陶瓷 |
| 1.1.1 压电效应 |
| 1.1.2 压电陶瓷的主要参数 |
| 1.1.3 PZT二元系压电陶瓷 |
| 1.1.4 PZT三元系压电陶瓷 |
| 1.2 铌锑锆钛酸铅压电陶瓷 |
| 1.3 本论文研究目的和主要内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验制造设备 |
| 2.3 工艺流程 |
| 2.4 测试表征 |
| 2.4.1 XRD |
| 2.4.2 显微形貌表征(SEM) |
| 2.4.3 介电性能测试 |
| 2.4.4 压电性能测试 |
| 2.4.5 铁电性能测试 |
| 第三章 Sr~(2+)、Ba~(2+)和La~(3+)对PSN-PZT的掺杂改性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 A位离子取代对PSN-PZT相结构的影响 |
| 3.3 A位离子取代对PSN-PZT介电性能的影响 |
| 3.4 A位离子取代对PSN-PZT压电性能的影响 |
| 3.5 A位离子取代对PSN-PZT铁电性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PSN含量对PSN-PZT相结构和电性能的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 PbO-Nb_2O_5和PbO-Sb_2O_3相图 |
| 4.3 PSN相结构 |
| 4.4 PSN含量对PSN-PZT相结构的影响 |
| 4.5 PSN含量对PSN-PZT电性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 不同Sb/Nb摩尔比对PSN-PZT相结构和电性能的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 不同Sb/Nb摩尔比对PSN-PZT相结构的影响 |
| 5.3 不同Sb/Nb摩尔比对PSN-PZT微观结构的影响 |
| 5.4 不同Sb/Nb摩尔比对PSN-PZT电性能的影响 |
| 5.5 不同Sb/Nb摩尔比对0.04PSN-0.96PZT电性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 压电陶瓷材料的研究现状 |
| 1.2.1 压电陶瓷的发展历史 |
| 1.2.2 压电陶瓷的应用 |
| 1.2.3 压电陶瓷的掺杂改性研究 |
| 1.2.4 压电陶瓷低温烧结研究 |
| 1.3 课题的提出 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 实验原料及设备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 压电陶瓷的制备 |
| 2.3 陶瓷样品的性能测试和方法 |
| 2.3.1 陶瓷样品的表观密度 |
| 2.3.2 陶瓷样品的相结构 |
| 2.3.3 陶瓷样品的显微组织结构 |
| 2.3.4 陶瓷样品的介电性能 |
| 2.3.5 陶瓷样品的压电性能 |
| 2.3.6 陶瓷样品的铁电性能 |
| 2.4 多层压电陶瓷驱动器的性能测试 |
| 2.4.1 多层压电陶瓷驱动器的微位移 |
| 2.4.2 多层压电陶瓷驱动器的老化特性 |
| 2.4.3 多层压电陶瓷驱动器的电疲劳特性 |
| 3 ZnO/Li_2CO_3掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的结构与性能研究 |
| 3.1 样品制备 |
| 3.2 ZL对 PZNNT陶瓷的密度及显微组织结构的影响 |
| 3.2.1 陶瓷样品的密度分析 |
| 3.2.2 陶瓷样品的XRD分析 |
| 3.2.3 陶瓷样品的SEM分析 |
| 3.3 ZL对 PZNNT陶瓷电性能的影响 |
| 3.3.1 陶瓷样品的介电性能 |
| 3.3.2 陶瓷样品的压电性能 |
| 3.3.3 陶瓷样品的铁电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Mn掺杂PZT-PZN-PNN压电陶瓷的结构与性能研究 |
| 4.1 样品制备 |
| 4.2 锰掺杂对PZNNT-ZLM陶瓷密度及显微组织结构的影响 |
| 4.2.1 陶瓷样品的密度分析 |
| 4.2.2 陶瓷样品的XRD分析 |
| 4.2.3 陶瓷样品的XPS分析 |
| 4.2.4 陶瓷样品的SEM分析 |
| 4.3 锰掺杂量对PZNNT-ZLM陶瓷电性能的影响 |
| 4.3.1 陶瓷样品的介电性能 |
| 4.3.2 陶瓷样品的压电性能 |
| 4.3.3 陶瓷样品的铁电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 PZNNT-ZLM多层压电陶瓷驱动器的试制及性能研究 |
| 5.1 样品制备 |
| 5.2 驱动器的微位移测量 |
| 5.3 驱动器的老化性能研究 |
| 5.4 驱动器的电疲劳性能研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）大应变PSN-PNN-PZT压电陶瓷的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 压电陶瓷概述 |
| 1.2.1 Zr/Ti对压电陶瓷结构的影响 |
| 1.2.2 压电陶瓷的基本参数 |
| 1.2.3 掺杂改性 |
| 1.2.4 准同型相界 |
| 1.2.5 极化条件 |
| 1.2.6 大应变压电陶瓷 |
| 1.3 选题背景及意义 |
| 第二章 实验过程与测试 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.2 实验原料及仪器 |
| 2.3 工艺流程 |
| 2.4 性能测试 |
| 第三章 PSN-PNN-PZT系统准同型相界的研究 |
| 3.1 PSN含量的影响 |
| 3.1.1 物相分析 |
| 3.1.2 压电介电性能 |
| 3.1.3 居里温度 |
| 3.2 烧结温度的影响 |
| 3.2.1 烧结温度对微观形貌的影响 |
| 3.2.2 烧结温度对电学性能的影响 |
| 3.3 应变曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT陶瓷制备工艺与性能的研究 |
| 4.1 合成温度对 0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT陶瓷的性能影响 |
| 4.1.1 差热-热重分析 |
| 4.1.2 物相分析 |
| 4.1.3 压电介电性能 |
| 4.1.4 显微结构 |
| 4.2 0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT陶瓷的性能研究 |
| 4.2.1 XRD |
| 4.2.2 性能 |
| 4.2.3 应变性能 |
| 4.3 极化工艺 |
| 4.4 老化性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 La掺杂0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT陶瓷的性能研究 |
| 5.1 镧掺杂量对0.015PSN-0.3PNN-0.685PZT陶瓷性能的影响 |
| 5.1.1 不同La掺杂量对陶瓷的电学性能的影响 |
| 5.1.2 不同La掺杂量的居里温度 |
| 5.1.3 烧结温度对La掺杂陶瓷的影响 |
| 5.2 不同锆钛比对陶瓷性能的影响 |
| 5.2.1 物相分析 |
| 5.2.2 性能研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）铁酸铋—钛酸铅系大功率压电陶瓷及器件的设计、研制与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压电陶瓷基本特征 |
| 1.2.1 压电效应 |
| 1.2.2 压电陶瓷的改性 |
| 1.3 大功率压电材料 |
| 1.3.1 大功率压电材料的特征 |
| 1.3.2 大功率压电材料的发展 |
| 1.3.3 BiFeO_3-PbTiO_3材料的研究现状 |
| 1.4 压电陶瓷变压器 |
| 1.4.1 压电振子的振动模式 |
| 1.4.2 压电变压器的工作原理 |
| 1.4.3 压电变压器的研究现状 |
| 1.5 本论文研究的主要内容 |
| 第二章 BiFeO_3-PbTiO_3基压电陶瓷的制备与表征 |
| 2.1 压电陶瓷制备工艺 |
| 2.1.1 固相烧结法工艺流程 |
| 2.1.2 溶胶凝胶法工艺流程 |
| 2.2 BF-PT 基压电陶瓷的结构、性能表征 |
| 2.2.1 物相结构及微观结构分析 |
| 2.2.2 介电与铁电性能的测试 |
| 2.2.3 交流阻抗谱测试 |
| 2.2.4 压电性能测试 |
| 2.2.5 XPS 光电子能谱分析 |
| 2.2.6 弹性模量和内耗的测试 |
| 2.2.7 振动速率的测试 |
| 第三章 BGF-PT 高温压电陶瓷的结构及性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BGF-PT 陶瓷的 MPB 效应 |
| 3.2.1 BGF-PT 陶瓷的物相结构 |
| 3.2.2 BGF-PT 陶瓷的微观形貌及能谱分析 |
| 3.2.3 BGF-PT 陶瓷的介电和铁电性能 |
| 3.3 BGF-PT 陶瓷中 Fe、O 离子价态的 XPS 分析 |
| 3.4 BGF-PT 陶瓷的交流阻抗谱分析 |
| 3.4.1 交流阻抗谱技术及等效电路 |
| 3.4.2 BGF-PT 陶瓷的复阻抗谱与宏观电阻 |
| 3.4.3 BGF-PT 陶瓷的模谱与微区极化 |
| 3.4.4 BGF-PT 陶瓷晶粒、晶界的电阻和电容 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 BLF-PTM 压电陶瓷的结构与机电性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BLF-PTM 陶瓷的相结构和微观形貌 |
| 4.3 BLF-PTM 陶瓷 Fe、Mn 离子价态的 XPS 分析 |
| 4.4 BLF-PTM 陶瓷的介电、铁电性能 |
| 4.5 BLF-PTM 陶瓷的压电性能 |
| 4.5.1 BLF-PTM 陶瓷的室温压电性能 |
| 4.5.2 BLF-PTM 陶瓷的高温压电性能 |
| 4.6 BLF-PTM 陶瓷的大功率压电特性 |
| 4.6.1 压电振子的径向振动速率 |
| 4.6.2 压电振子的升温 |
| 4.7 BLF-PTM 陶瓷的内耗和高温弹性模量 |
| 4.7.1 BLF-PTM 陶瓷的剪切弹性模量 |
| 4.7.2 BLF-PTM 陶瓷的内耗 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 BLF-PTM 压电陶瓷的介电、压电和弹性非线性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BLF-PTM 陶瓷的介电、压电非线性 |
| 5.2.1 瑞利定理在压电材料中的应用 |
| 5.2.2 BLF-PTM 陶瓷介电非线性的瑞利分析 |
| 5.2.3 BLF-PTM 陶瓷压电非线性的瑞利分析 |
| 5.3 BLF-PTM 陶瓷谐振频率的电场依赖关系与三阶非线性 |
| 5.3.1 BLF-PTM 陶瓷谐振频率的电场依赖关系 |
| 5.3.2 BLF-PTM 陶瓷的弹性非线性 |
| 5.3.3 BLF-PTM 陶瓷的非线性机电耦合效应 |
| 5.4 BLF-PTM 陶瓷的内电场 |
| 5.4.1 BLF-PTM 陶瓷的电滞回线 |
| 5.4.2 BLF-PTM 陶瓷内电场的形成 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 高温大功率压电变压器的制备与性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 圆片型压电变压器电极的设计 |
| 6.3 压电变压器的等效电路与阻抗匹配 |
| 6.3.1 压电变压器的等效电路 |
| 6.3.2 等效电路参数的测试 |
| 6.3.3 压电变压器的匹配电阻 |
| 6.4 压电变压器性能的测试装置 |
| 6.5 压电变压器的性能 |
| 6.5.1 压电变压器的室温电压增益 |
| 6.5.2 压电变压器的高温电压增益 |
| 6.5.3 压电变压器的室温功率密度 |
| 6.5.4 压电变压器的高温功率密度 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表论文和专利 |
| 感谢 |
四、组成对三方/四方相共存铌锑锆钛酸铅压电陶瓷结构和机电性能的影响（论文参考文献）
- [1]基于PZT-8纵向振动功率超声振子机电特性研究[D]. 李婧. 中北大学, 2021
- [2]PSN-PMN-PT压电陶瓷组分优化与换能器研制[D]. 周宏桥. 西安工业大学, 2021(02)
- [3]Ba2+、Nd3+掺杂PSN-PZT压电陶瓷的结构与性能研究[D]. 黄思瑜. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [4]钪酸铋-钛酸铅高温压电陶瓷的制备及性能优化[D]. 蓝振成. 桂林理工大学, 2020(01)
- [5]PbTiO3基三元弛豫铁电陶瓷的晶向织构和电学性能研究[D]. 吴杰. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [6]锆钛酸铅-锰铋钙钛矿-铌锌酸铅多元复合压电陶瓷低温制备与性能研究[D]. 黄廷伟. 合肥工业大学, 2019(02)
- [7]铌锑锆钛酸铅压电陶瓷相结构及电性能的研究[D]. 卓展鹏. 华南理工大学, 2018(12)
- [8]PZT-PZN-PNN基压电陶瓷的结构、性能及应用[D]. 李俊慧. 西安科技大学, 2017(01)
- [9]大应变PSN-PNN-PZT压电陶瓷的制备与性能研究[D]. 郭瑶仙. 天津大学, 2016(11)
- [10]铁酸铋—钛酸铅系大功率压电陶瓷及器件的设计、研制与性能[D]. 石贵阳. 上海大学, 2013(01)