论文摘要
锆钛酸铅镧材料（简称PLZT）是一类具有优异性能并能在电、光、声、力和热之间相互耦合的材料。本文首先采用传统固相法制备Pb0.93La0.07(Zr0.6Ti0.4)0.9825O3（简称PLZT7/60/40）压电陶瓷,考察预烧温度、烧结温度、铅过量和烧结后氧化等因素对陶瓷性能的影响;在此基础上,探讨组分调整和掺杂对陶瓷电性能的影响;另一方面,本文还研究了热压烧结工艺对组分PLZT（7/60/40）电性能的影响。传统陶瓷制备工艺研究表明:粉体预烧温度的升高有助于PLZT固溶体的形成;而烧结温度的增加使陶瓷密度、电性能先增后减;因此确定体系的最佳预烧温度为900℃,烧结温度为1200℃。为进一步提高陶瓷的电性能,研究了过量氧化铅（铅气氛）和烧成后氧化处理对陶瓷性能的影响,结果表明,适量氧化铅的加入可促进陶瓷致密化,优化电性能;当PbO过量1wt%时,其电性能参数分别为:εr=3190,tgδ=1.79%,d33=623pC/N,Kp=0.58,Qm=68;而将烧成后陶瓷样品在空气中850℃氧化处理2h,陶瓷的电性能没有太大变化。组分调整的研究结果表明:随着La含量的增加,陶瓷相结构由菱方相逐渐过渡到四方相,εr逐渐增大,而d33和Kp则先增加后减小,Qm则先减小后增加;其中La含量为7mol%,即PLZT（7/60/40）综合性能最优。以PLZT（7/60/40）为基础组分进行CeO2和Nb2O5掺杂,实验结果表明:（1）CeO2的掺入使得材料的εr、d33和Kp的明显提高,但同时也使得tgδ加大;随着CeO2掺入量的增加,材料的εr、d33和Kp都先增加后减小,而Qm则相反。（2）Nb2O5的掺入同样使得材料的εr、d33和Kp的明显提高,同时也使得tgδ加大;且随着Nb2O5掺入量的增多,材料的εr、d33和Kp的进一步提高;当Nb2O5掺入0.6wt%时,材料的电性能为εr=5753,tgδ=2.27%,d33=789pC/N,Kp=0.63,Qm=37。热压烧结工艺研究表明:热压烧结有助于降低烧结温度,提高陶瓷的致密度,经1025℃、60MPa压强烧结的陶瓷样品可以达到理论密度的99%,且样品的介电常数,压电活性相对普通烧结的样品都有显著提高,但同时陶瓷的损耗有所加大。