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硅掺杂PMS-PZT材料的晶界行为对畴结构和压电性能的影响

朱志刚 , 李宝山 , 李国荣 , 郑嘹赢 , 殷庆瑞

无机材料学报

运用XRD、TEM、EDS等实验手段,研究了Si离子掺杂对PMS-PZT材料的相结构、微观结构以及电畴形貌的影响.XRD测试结果表明,所有材料都显示钙钛矿结构,四方度(c/a)随着掺杂量的增加而增大.TEM研究结果表明,随着Si离子掺杂量的增加,电畴的形貌由鱼刺型过渡到微米级的带状畴,最后转变为波浪状的电畴.EDS表明在材料的晶界处含有纳米级的SiO2和PbSiO3,并且发现单斜晶系的孪晶ZrO2在晶界附近析出.本文对孪晶ZrO2的析出及其析出量随着硅离子含量增加而增加的原因作了解释,最后对材料压电性能的降低进行了探讨.

关键词: 锑锰锆钛酸铅 , TEM , piezoelectric , domain structure

Ce在工业纯铝(A_1级)中合金化量的测定及其分布

霍成章 , 韩其勇 , 吴尚才 , 汪良宣 , 张捷宇 , 李宝山

金属学报

用放射性同位素~(141)Ce及有机电解液低温电解法测定Ce在工业纯铝(A_1级)中的合金化量,并用电子探针,涂敷法自射线照相及自射线照相-扫描电镜法研究Ce在Al中的分布.实验结果表明,Al中的大部分Ce以合金化状态存在.Al中的Ce促使Si更多地富集于晶界.随着Ce含量的增加,Al中出现CeAl_4及Ce_5Si_3化合物,并在晶界出现共晶网组织.在退火与不退火的铸态铝中Ce在晶界与枝晶界有较明显的富集.

关键词:

烧结温度对PMS-PZT系陶瓷显微结构和压电性能的研究

朱志刚 , 李宝山 , 李国荣 , 张望重 , 殷庆瑞

无机材料学报

研究了不同烧结温度对Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PMS-PZT)系压电陶瓷显微结构和压电性能的影响.实验结果表明:在1240℃、2h条件下烧结,能获得最优的综合性能:εr=1530、d33=374、Kp=0.6、tanδ=0.41%、Qm=1250,可以满足压电变压器和超声马达等大功率场合下的使用要求.与此同时,当烧结温度为1100-1150℃时,材料仍然具有良好的压电性能:εr=1370、d33=348、Kp=0.57、tanδ=0.62%、Qm=1620(1150℃),因此可以作为中低温烧结的多层器件用厚膜材料.高温显微镜、SEM、TEM和EDS等研究表明,PMS-PZT系陶瓷具有很宽的烧结温度区域,特别是中低温烧结时仍能成瓷并具有高的压电性能,主要是因为PbO和Sb2O5在较低烧结温度下(1100℃)能够形成过渡液相促进陶瓷烧结,随着烧结温度的升高,它们能够重新进入晶格形成单一钙钛矿结构.

关键词: 锑锰锫钛酸铅 , piezoelectric , sintering temperature , liquid phase

铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

李宝山 , 朱志刚 , 李国荣 , 殷庆瑞 , 丁爱丽

无机材料学报

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT (PMnN—PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(kp)随烧结温度的升高而提高, 而机械品质因子(Qm)却呈波浪状变化. XPS及TEM实验分析证明:PMnN—PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn2+的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Qm值不致降低.

关键词: 铌锰锆钛酸铅 , sintering temperature , valency of Mn , oxygen vacancies

硅掺杂PMS-PZT材料的晶界行为对畴结构和压电性能的影响

朱志刚 , 李宝山 , 李国荣 , 郑嘹赢 , 殷庆瑞

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.03.021

运用XRD、TEM、EDS等实验手段,研究了Si离子掺杂对PMS-PZT材料的相结构、微观结构以及电畴形貌的影响.XRD测试结果表明,所有材料都显示钙钛矿结构,四方度(c/a)随着掺杂量的增加而增大.TEM研究结果表明,随着Si离子掺杂量的增加,电畴的形貌由鱼刺型过渡到微米级的带状畴,最后转变为波浪状的电畴.EDS表明在材料的晶界处含有纳米级的SiO2和PbSiO3,并且发现单斜晶系的孪晶ZrO2在晶界附近析出.本文对孪晶ZrO2的析出及其析出量随着硅离子含量增加而增加的原因作了解释,最后对材料压电性能的降低进行了探讨.

关键词: 锑锰锆钛酸铅 , TEM , 压电 , 电畴

烧结温度对PMS-PZT系陶瓷显微结构和压电性能的研究

朱志刚 , 李宝山 , 李国荣 , 张望重 , 殷庆瑞

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.04.038

研究了不同烧结温度对Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3(PMS-PZT)系压电陶瓷显微结构和压电性能的影响.实验结果表明:在1240℃、2h条件下烧结,能获得最优的综合性能:εr=1530、d33=374、Kp=0.6、tanδ=0.41%、Qm=1250,可以满足压电变压器和超声马达等大功率场合下的使用要求.与此同时,当烧结温度为1100~1150℃时,材料仍然具有良好的压电性能:εr=1370、d33=348、Kp=0.57、tanδ=0.62%、Qm=1620(1150℃),因此可以作为中低温烧结的多层器件用厚膜材料.高温显微镜、SEM、TEM和EDS等研究表明,PMS-PZT系陶瓷具有很宽的烧结温度区域,特别是中低温烧结时仍能成瓷并具有高的压电性能,主要是因为PbO和Sb2O5在较低烧结温度下(1100℃)能够形成过渡液相促进陶瓷烧结,随着烧结温度的升高,它们能够重新进入晶格形成单一钙钛矿结构.

关键词: 锑锰锆钛酸铅 , 压电 , 烧结温度 , 液相

铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

李宝山 , 朱志刚 , 李国荣 , 殷庆瑞 , 丁爱丽

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.04.037

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT(PMnN-PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(kp)随烧结温度的升高而提高,而机械品质因子(Qm)却呈波浪状变化.XPS及TEM实验分析证明:PMnN-PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn2+的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Qm值不致降低.

关键词: 铌锰锆钛酸铅 , 烧结温度 , 锰价态 , 氧空位

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