文献综述
Ba(1-x)Srx(Ti0.925Zr0.075)O3陶瓷的制备和应变性能的研究复材1801 1105170110 董起名1.引言压电陶瓷是一种能够实现电能和机械能相互转换的功能性材料,广泛运用在电子设备,能源电力,化工采矿,医学检测等现代工业的各个领域[1]。
压电材料在受到机械应力的作用时,内部电荷中心发生相对位移,在压电材料两端表面会产生电荷,称为正压电效应,两端电荷量与机械应力的大小成正比。
当压电材料在其电介质的极化方向施加电场时,压电体会受力变形,称为逆压电效应。
目前大部分国家运用的主要压电陶瓷仍然以高含铅量的压电陶瓷为主,但问题在于铅这种物质具有一定毒性,氧化铅具有挥发性,在制作陶瓷过程中高温烧结时会挥发出含有毒性的氧化铅,不仅危害环境,而且有害人体健康。
随着世界各国对环境问题的重视,含铅压电陶瓷一定会逐步被淘汰,因而需要研发一种对环境无害且性能优良的新型压电陶瓷[2]。
无铅压电陶瓷主要有铌酸钠钾基陶瓷(KNN),钛酸钡基陶瓷(BT),钛酸铋钠基陶瓷(BNT)等材料,但由于无铅压电陶瓷还不能达到优于铅基压电陶瓷的性能,通常采用掺杂改性的方法优化陶瓷性能,所以还有很多方面有待我们研究[3]。
钛酸钡是一种较为常见的压电材料,已广泛应用于电子陶瓷元器件中,被认为是有潜力替代含铅压电陶瓷的一种材料,但由于其自身的一些缺陷,限制了钛酸钡陶瓷的发展,比如烧结温度太高,达到1300摄氏度,压电性能中等,远不及含铅压电陶瓷,居里温度只有120摄氏度,极大的限制了其工作范围。
本课题针对这些问题,拟采用掺杂方式改善钛酸钡陶瓷的性能,对Ba(1-x)Srx(Ti0.925Zr0.075)O3(BZT-xSr)陶瓷中的Sr含量进行改变,探索不同Sr含量对陶瓷的结构及性能的影响,尝试提高钛酸钡的居里温度以及压电性能,降低其烧结温度。
2. 原理介绍2.1压电效应1880年居里兄弟等人首先在石英晶体上发现了正压电效应,1881年居里兄弟用实验证实了逆压电效应,但在20世纪四十年代前人们只认识了几种单晶压电材料,且没有应用到生产实践中,压电材料的发展和应用非常缓慢。
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