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微波烧结法制备Fe2O3掺杂0．55PNN0．45PZT压电陶瓷及性能

ISSN号：1000-7857
期刊名称：《科技导报》
时间：0
分类：TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
作者机构：[1]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016
相关基金：国家自然科学基金项目（90923029,51172108）;长江学者和创新团队发展计划项目（IRT0968）;江苏省普通高校研究生科研创新计划项目（CXZZ11-0194）;教育部新世纪优秀人才支持计划项目（NCET-10-0070）;南航博士学位论文创新与创优基金项目（BCXJ11-02）;中央高校基本科研业务费专项资金项目

关键词：微波烧结, 三氧化二铁掺杂, 铌镍酸铅-锆钛酸铅陶瓷, 压电性能, microwave sintering, Fe2O3 doping, PNN-PZT ceramics, piezoelectric property

中文摘要：

微波烧结是一种新型、高效的陶瓷烧结工艺。具有升温速度快、节能省时、改善微观结构、降低烧结温度等特点。本文采用微波烧结工艺制备了Fe2O3掺杂的0．55Pb（Nil，3Nb2/3）O3-0．45Pb（ZrO3Ti0.7）O3（简写为0．55PNN-0．45PZT）压电陶瓷，烧结温度为1200℃、保温时间为2h。利用X射线衍射（X—RayDiffraction，XRD）、扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscope，SEM）、阻抗分析仪及铁电分析仪等测试表征方法。研究了Fe2O3掺杂对陶瓷的结构、介电以及压电性能的影响。结果表明，所有陶瓷样品均为钙钛矿结构，随着Fe2O3掺杂量的增加，压电和介电性雠呈先增加后减小趋势。当Fe2O3掺杂量为0．8％（质量分数）时，陶瓷达到最优电学性能：压电常数如、平面机电耦合系数kp、相对介电常数￡r和介电损耗tan6分别为d~=520pC／N，kp=0．51，Er=4768。tanδ=0．026。

英文摘要：

Microwave sintering is a novel and high efficiency sintering technology for ceramics, which exhibits many significant advantages, such as high rapid heating rate, energy saving and shorter sintering time, microstructures improvement, and lower sintering temperature. The 0.55Pb（NivaNb2/3）O3-0.45Pb（Zro3Ti0.7）O3 （0.55PNN-0.45PZT） piezoelectric ceramics by doping with Fe203 were prepared using the microwave sintering process at 1200℃for 2h. The effect of Fe2O3 doping on microstructure, dielectric and piezoelectric properties were investigated by using X-Ray Diffraction （XRD）, Scanning Electron Microscope （SEM）, impedance analyser, and ferroelectric tester in detail. The XRD results indicate that all samples possess typical pervoskite phase. In addition, both the piezoelectric and dielectric constants increases firstly and then decreases with increasing x. The optimum electrical properties of d33= 520pC/N, kp=0.51, ε1=4768, and tanδ=0.026 are obtained for the 0.55PNN-0.45PZT ceramics by doping with 0.8% Fe203.

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