【摘要】：壓電材料是一類重要的功能電子材料,它能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換,在傳感器、驅(qū)動(dòng)器、超聲換能器、蜂鳴器、電子點(diǎn)火器等各種電子器件方面有廣泛的應(yīng)用。目前被人們熟知且用量最大的功能材料主要有鋯鈦酸鉛(簡(jiǎn)稱PZT)基壓電陶瓷材料,但是PZT中含有的鉛物質(zhì)會(huì)在制備、使用、廢棄處理中對(duì)人類的健康和環(huán)境的污染產(chǎn)生危害,這就促使人們把研究壓電材料的重點(diǎn)從有鉛向無鉛壓電材料領(lǐng)域轉(zhuǎn)移,使其成為了一項(xiàng)緊迫并且具備現(xiàn)實(shí)意義的課題。本論文采用固相反應(yīng)法制備BaTiO3壓電陶瓷,系統(tǒng)的研究了缺陷偶極子對(duì)BaTiO3陶瓷壓電晶粒尺寸效應(yīng)及溫度穩(wěn)定性的影響。首先研究了不同鋇鈦比對(duì)BaTiO3基陶瓷的正逆壓電晶粒尺寸效應(yīng)的影響,并結(jié)合電疇結(jié)構(gòu)、缺陷偶極子和飽和極化強(qiáng)度對(duì)正逆壓電晶粒尺寸效應(yīng)的物理機(jī)制展開了較為深刻的探討。然后通過在BaTiO3基陶瓷中分別摻雜Cu O和Mn O來對(duì)比分析Cu O和Mn O對(duì)BaTiO3基陶瓷的壓電晶粒尺寸效應(yīng)和電疇結(jié)構(gòu)的影響。最后,在BaTiO3壓電陶瓷中同時(shí)摻雜Na2CO3、Al2O3來探究BaTiO3陶瓷的缺陷工程,并且系統(tǒng)的討論了Na+-Al3+缺陷偶極子對(duì)BaTiO3陶瓷的壓電性能、介電性能和溫度穩(wěn)定性的影響。
【圖文】：

電陶瓷材料類在施加外電場(chǎng)時(shí)不會(huì)有恒定電流流通的物質(zhì)的統(tǒng)稱[1]。勢(shì)的功能型電子材料，廣泛應(yīng)用在各類傳感器、功能材料各類電子科技領(lǐng)域中[2-7]。在通常情況下，分子間的相互作會(huì)緊密的束縛著電介質(zhì)的帶電粒子[4-5]。當(dāng)有外電場(chǎng)作用時(shí)移動(dòng)，從而產(chǎn)生自發(fā)極化[8]。從不同的角度劃分，電介質(zhì)可分為三類：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。由于固態(tài)電介質(zhì)具有很多廣泛的關(guān)注。從具體結(jié)構(gòu)上來劃分，電介質(zhì)又分為單晶，反映電介質(zhì)材料電學(xué)性質(zhì)的參數(shù)：電位移矢量 D 和電極化，其中 ε0是真空介電常數(shù)[2-4]，影響極化矢量 P 發(fā)生變化力等。因?yàn)椴煌瑯O化矢量 P 有不同的的產(chǎn)生機(jī)制，電介質(zhì)電材料、壓電材料和介電材料等[4-15]。圖 1.1 給出了它們之能材料，可以在電能與機(jī)械能之間互相轉(zhuǎn)換，并且在電子研究電介質(zhì)陶瓷材料。

圖 1.2 壓電陶瓷的制備流程圖料先進(jìn)行原料準(zhǔn)備處理，除雜去潮，然后依照化學(xué)方程式的配方比例嚴(yán)確保準(zhǔn)確性，一般要精確到小數(shù)點(diǎn)后 3 位，第四位的誤差在±5 之內(nèi)，，不與第三介質(zhì)接觸直接倒入球磨罐中。合磨細(xì)一般在行星球磨機(jī)中進(jìn)行，目的是將各種原料混合均勻并且磨細(xì)，為備條件，實(shí)驗(yàn)室一般采用干磨或濕磨的方法。小批量可以采用干磨的乙醇等介質(zhì)進(jìn)行濕磨，這個(gè)過程一般是 12 小時(shí)。燒的是在高溫下使得各原料進(jìn)行固相反應(yīng)，生成所需要的壓電材料粉末的核心，會(huì)直接影響后續(xù)的燒結(jié)條件及最終樣品的性能。次細(xì)磨的目的是將預(yù)燒完的壓電材料粉末再混勻磨細(xì)，為成型做準(zhǔn)備。具體磨，磨到肉眼看不到顆粒為止，然后再采用行星球磨機(jī)精磨，實(shí)驗(yàn)室
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM282

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697557