无铅压电陶瓷开题报告

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1、 1 毕业设计毕业设计（论文）（论文）开题报告开题报告 课题名称 锶改性无铅压电陶瓷 Li0.06K0.47Na0.47Nb0.94Sb0.06O3 的制备及性能研究 学生姓名 学号 专业 无机非金属材料工程 班级 设计 （论文） 内容和意义 压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锆、氧化铅、氧化钛等)高温 烧结，固相反应后而成的多晶体，并通过直流高压极化处理使其 具有压电效应的铁电陶瓷的统称。一般说来，晶体结构属于钙钛 矿型，钨青铜型，焦绿石型的陶瓷均具有压电性，但钙钛矿型晶 体结构是目前压电陶瓷的大部分。压电陶瓷在电子、信息、航空 方面，作为传感器、换能器等，有着广泛的应用 设计的论文包涵压电材料

2、和压电陶瓷方面的相关材料介绍、 压电陶瓷的制备工艺，掺锶和不同烧结温度对电学性能的影响实 验、 实验结论、 参考文献、 致谢等内容。 我做了锶的组分分别为 0， 0、005，0、01，0、02，0、04，0、06，0、08 时的实验，用固相 法烧结制备。具体的过程是： 1:粉体的制备。原料的配备、混合和研磨、预烧 2：压电陶瓷的制备。粉碎和造粒、成型、排胶和烧结 3：测试前准备。抛光和清洗、上电极、磨边高压极化 4：对实验样品进行性能的测试 21 世纪的新材料技术是以智能材料为代表的时代，因此，开 展智能材料 1的研究具有十分重大的战略意义， 智能材料与结构是 一类具有集传感、驱动和控制功能于

3、一体的材料系统，具有类生 物功能，通过自身的感知和驱动属性，实现材料驱动功能与智能 化；通过感知与响应外界环境的变化，达到自适应的目的。目前， 可作为智能材料系统中的执行材料主要有压电材料、形状记忆合 金、电致伸缩材料、磁致伸缩材料和电流变体等；可作为传感材 料的主要有压电材料、光纤系统及其他各类特性的材料，其中压 电材料能够自适应环境的变化实现机械能和电能之间的相互转 化，具有集传感、执行和控制于一体的特有属性，是智能材料系 统转中的主导材料。而加紧对压电陶瓷及其器件应用的研究和开 发更是当前国际竞争的热点。 2 自 1880 年法国的 Jaoques 和 Pierre Currie 兄弟发

4、现压电性 以来，压电材料已成为一类重要的高新技术材料，并且在信息、 激光、导航和生物等高技术领域应用广泛。压电陶瓷2的发展大致 经历了从石英单晶，压电陶瓷到目前的聚偏二氯乙烯(PVDF)和压 电复合材料这几个重要的阶段。石英单晶作为最早发现的具有压 电性的材料开辟了人类利用压电材料的历史，但由于其成本高、 压电性弱使其应用受到了很大的限制。压电陶瓷克服了上述缺点， 它来源方便且具有高的机电耦合系数，因而极大地扩展了压电材 料的应用范围。钛酸钡(BaTi03)和锆钛酸铅(PZT)是其中的代表。 随着压电材料的发展以及人们对环境要求的提高，铌酸盐基压电 材料得到快速的发展。早在 1949 年美国学

5、者就合成了 NaNbO3， KNb03, LiNb03等 AB03型化合物。由于其具有较高的居里点，低的 介电常数，较低的Qm值而受到了重视, 1959 年美国学者研究了 NaNbO3-KNbO3陶瓷的压电性， 由此成为碱金属铌酸盐陶瓷研究的开 端。然后人们又相继研究了 NaNb03-KNb03，NaM03-LiNbO3和 NaNb03-KNb03-LiNbO3体系陶瓷，并用 Ta 、Sr、Ca、Mg 等部分置 换 B 位 M 5+使碱金属铌酸盐基向多元化发展。 本实验研究采用传统的固相烧结法制备铌酸盐-掺杂钛锶离 子体系压电陶瓷，探讨了不同组分及不同的烧结温度对材料性能 的影响，以期获得性能

6、更优的压电陶瓷体系。 文献综述 众所周知，材料、能源、信息并称为现代文明的三大支柱，材 料尤其是信息工业和社会经济发展的重要基础和有力保障，是人 类赖以生存和可持续发展的坚实物质基础。压电陶瓷是一类极为 重要的功能材料，其应用己遍及人类日常生活及生产的各个角落。 目前，全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是传统的含铅压电陶瓷， 其中铅元素含量高达 60%以上。由于铅的易挥发性，在生产、制 备、使用及废弃处理中都会对环境造成极大的污染。随着环保意 识的日益深入，国际上正积极通过法律、法规、政府指令等形式 对含铅的电子产品加以禁止。作为无铅材料的碱金属铌酸盐备受 压电材料研究领域关注。压电材料以其独特的力、热、电、磁、 光及声学等功能性质，已在多方面得到成功应用，其作为一种重 要的功能材料，在电子材料应用领域占有相当大的比重，而加紧 对压电陶瓷及其器件应用的研究和开发更是当前国际竞争的热 点。 3 压电材料是一类实现机械能与电能相互转换的功能材料，在 电、磁、声、光、热、湿、气、力等功能转换器中发挥着重要的 作用，有着近一个世纪的应用历史，是一类重要的、国际竞争极 为激烈的高新技