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1、LOGOCe掺杂对PCrNi-4压电陶瓷性能 的影响n班级： 研0801n学生： 鞠 超n指导教师：黄世峰 教授汇报内容汇报内容1、研究背景及意义PZTPZT压电陶瓷具有优异的压电、介电和光电等电学性能，压电陶瓷具有优异的压电、介电和光电等电学性能，广泛地应用于电子、航天等高技术领域，用于制备传感器广泛地应用于电子、航天等高技术领域，用于制备传感器、换能器、存储器等电子元器件。、换能器、存储器等电子元器件。因应用的场所和作用不同，对压电陶瓷材料性能有着不同因应用的场所和作用不同，对压电陶瓷材料性能有着不同的要求。的要求。发射型材料发射型材料:“:“硬性硬性”压电陶瓷材料，其压电陶瓷材料，其d
2、d大，大，g g则不一定则不一定大；大；接收型材料接收型材料:“:“软性软性”材料，其材料，其g g大，大，d d则不一定大；则不一定大；收发兼用材料收发兼用材料：其其d d与与g g的乘积要大；的乘积要大；众所周知，在大功率器件的应用中会产生众多问题：众所周知，在大功率器件的应用中会产生众多问题：例如，谐振频率的漂移；发热带来的机电耦合系数的减例如，谐振频率的漂移；发热带来的机电耦合系数的减小和热稳定性变差等。其中的热量产生会带来升温，当小和热稳定性变差等。其中的热量产生会带来升温，当温度上升到一定值时，将使材料去极化，使材料的压电温度上升到一定值时，将使材料去极化，使材料的压电介电体系完全
3、失去功效。所以大功率压电材料具有的损介电体系完全失去功效。所以大功率压电材料具有的损耗要小，承受的功率密度大，对稳定性的要求也比较高耗要小，承受的功率密度大，对稳定性的要求也比较高。收发兼备压电陶瓷能够实现机械能和电能之间的相收发兼备压电陶瓷能够实现机械能和电能之间的相互转化，且具有发射、接收信号于一体的特有属性，互转化，且具有发射、接收信号于一体的特有属性，成为当前的一大研究热点；在众多的应用领域中，功成为当前的一大研究热点；在众多的应用领域中，功率型压电陶瓷的应用需求越来越大，传统收发兼备配率型压电陶瓷的应用需求越来越大，传统收发兼备配方生产的压电陶瓷已不能满足大功率应用的要求。因方生产的
4、压电陶瓷已不能满足大功率应用的要求。因此制备具有大功率收发兼备的压电陶瓷具有广阔的应此制备具有大功率收发兼备的压电陶瓷具有广阔的应用前景。用前景。压电陶瓷主要性能参数压电陶瓷主要性能参数机电耦合系数机电耦合系数k kp p机械品质因数机械品质因数QQmm介电常数及介电损耗介电常数及介电损耗压电应变压电应变 常数常数d d33332.1 CeO2掺杂对压电陶瓷相组成的影响22在在10701070区间的区间的x x射线衍射图射线衍射图22在在40504050区间的区间的x x射线衍射图射线衍射图2.2 CeO2掺杂对压电陶瓷显观结构的影响2.3 CeO2掺杂对压电及介电性能的影响2.5 CeO2掺
5、杂对温频稳定性的影响图图8 8 不同不同CeOCeO2 2掺杂量的压电陶瓷谐振频率随温度的变化掺杂量的压电陶瓷谐振频率随温度的变化4 4 结论结论研究了CeO2掺杂量对PCrNi-4压电陶瓷相结构、显微结构、压电及 介电性能的影响，分析讨论了CeO2掺杂的作用机理，得到以下结论 ： Ce掺杂对相结构影响不大，均为为钙钛矿结构，但会引起晶格畸 变。随着掺杂量的增多，使相结构由四方相逐渐转化为三方相，准 同性相界向四方相移动；研究了CeO2掺杂量对PCrNi-4压电陶瓷相结构、显微结构、压电及介电性能的影响，分析讨论了CeO2掺杂的作用机理，得到以下结论：Ce掺杂对相结构影响不大，均为为钙钛矿结构，但会引起晶格畸变。随着掺杂量的增多，使相结构由四方相逐渐转化为三方相，准同性相界向四方相移动；适量的Ce掺杂能够促进晶粒的生长，空隙减少，使结构更加致密。当CeO2掺杂为0.3wt%，陶瓷的晶形饱满，晶粒大小均匀。当CeO2掺杂量为0.3wt%，烧结温度为1280时，制备的压电陶瓷试样的介电损耗最小，同时其他性能参数分别为：r=1400，tan=0.00238，d33=375pC/N，Kp=0.70，Qm=460；制备适用于大功率要求的压电陶。汇报结束汇报结束敬请老师批评指正！敬请老师批评指正！
