模板生长法制备PMN-PT织构陶瓷

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弛豫铁电单晶xPb(Mg1/3Nb2/3)O3-(1-x)PbTiO3在(001)方向上具有优异的压电性和介电性,但是由于铁电单晶受到制备周期长、尺寸小、电学性能不稳定、成分不均匀等因素的影响使其难以得到广泛的应用。本论文通过运用模板生长技术,以片状SrTiO3颗粒为模板,通过流延工艺、冷等静压、烧结等制备具有良好取向度的PMN-PT陶瓷。本论文以碳酸锶(SrCO3)、二氧化钛(TiO2)为原料,以NaCl、KCl为熔盐通过两步反应,第一步:将SrCO3、TiO2按照3.1:2的比例混合以NaCl为熔盐制备片状Sr3Ti2O7粉体颗粒,得到合成片状粉体颗粒的最佳条件,以NaCl为熔盐的条件下1200℃保温4h,升温速率为1℃/min、降温速率为0.5℃/min,最终得到的粉体颗粒粒径在40-60μm之间,表面平面性能良好;第二步:以Sr3Ti2O7与TiO2按照1:1.1比例混合,以KCl为熔盐制备片状SrTiO3粉体。得到的最佳合成条件为以KCl熔盐,在1200℃保温4h,升、降温速率为5℃/min,得到片状形貌良好的SrTiO3粉体颗粒,颗粒粒径40μm的SrTiO3粉体。PMN-PT粉体制备以醋酸铅、钛酸丁酯、氧化镁、五氧化二铌为原料,以乙二醇为溶剂,以柠檬酸为螯合剂,通过溶胶凝胶两步法:1.氧化镁、五氧化二铌为原料、乙二醇为溶剂,在120℃加热搅拌制备出溶胶在1050℃灼烧4-6h,制备出MgNb2O6粉体;2.以MgNb2O6粉体为原料与醋酸铅、钛酸丁酯反应制备PMN-PT。得到纯净的0.67PMN-0.33PT粉体,并且粉体颗粒形貌良好、规整达到纳米级。通过流延、烧结的方式得到良好取向度的PMN-PT织构陶瓷,压电系数d33为470PC/N。
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