最新壓電陶瓷制備與測試試驗(yàn)報(bào)告

1、精品文檔壓電陶瓷制備與測試實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)要求1、了解壓電陶瓷的基本性能、結(jié)構(gòu)、用途、制備方法。2、了解壓電陶瓷常見的表征方法及檢測手段。3、掌握壓電陶瓷材料壓電、介電性能等性能測試方法。4、掌握壓電陶瓷的性能分析方法。二、壓電陶瓷材料制備過程主要包括以下步驟：配料 -混合-預(yù)燒-粉碎-成型-排膠-燒結(jié)-被電極 -極化-測試。1、配料： Bi2O3 14.1244113464136 Sc2O3 4.13930659262249PbO 23.339070300907 TiO2 8.397211760056962、原料選用純度高、細(xì)度小和活性大的粉料，根據(jù)配方或分子式選擇所用原料，并按 原料純度進(jìn)

2、行修正計(jì)算， 然后進(jìn)行原料的稱量。 按化學(xué)配比配料以后， 使用行星式球磨機(jī)將 各種配料混合均勻。 實(shí)驗(yàn)室常采用的是水平方向轉(zhuǎn)動球磨方式， 震動球磨是另一種常用的球 磨方法，此外還有氣流粉碎法等混合方法。3、混合球磨后的原料進(jìn)行預(yù)燒。預(yù)燒是使原料間發(fā)生固相化學(xué)反應(yīng)以生成所需產(chǎn)物的 過程，預(yù)燒過程中應(yīng)注意溫度和保溫時間的選擇。 將預(yù)燒反應(yīng)后的材料使用行星式球磨機(jī)粉 碎。4、成型的方法主要有四種；軋膜成型、流延成型、干壓成型和靜水壓成型。軋膜成型適用于薄片元件；流延成型適合于更薄的元件，膜厚可以小于10 m;干壓成型適合于塊狀元件； 靜水壓成型適合于異形或塊狀元件。 除了靜水壓成型外， 其他成型方法

3、都需要有粘合 劑，粘合劑一般占原料重量的 3左右。成型以后需要排膠。粘合劑的作用只是利于成型， 但它是一種還原性強(qiáng)的物質(zhì)，成型后應(yīng)將其排出以免影響燒結(jié)質(zhì)量。5、燒結(jié)是將坯體加熱到足夠高的溫度，使陶瓷坯體發(fā)生體積收縮、密度提高和強(qiáng)度增 大的過程。 燒結(jié)過程的機(jī)制是組成該物質(zhì)的原子的擴(kuò)散運(yùn)動。 燒結(jié)的推動力是顆?；蛘呔Я?的表面能，燒結(jié)過程主要是表面能降低的過程。晶粒尺寸是借助于原子擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)的。6、燒結(jié)后的樣品要被電極，可選用的電極材料有銀、銅、金鉑等，形成電極層的方法有真空蒸發(fā)、 化學(xué)沉積等多種。壓電陶瓷中廣泛采用的是， 在燒結(jié)后的樣品涂上銀漿，在 空氣中燒制電極。為了防止空氣在高壓下電離、擊

4、穿，極化一般是在硅油中進(jìn)行。為了獲得優(yōu)良的壓電性能，需要選擇合適的電場強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)臉O化溫度。極化樣品放置24小時后，用壓電常數(shù)測量儀測量 d33，用高頻阻抗分析儀(Agilent4294A等)測量介電常數(shù)、介電損耗、 精品文檔精品文檔諧振頻率等三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用d33測試儀及Agile nt 4294A阻抗分析儀測試壓電陶瓷片的各項(xiàng)性能，得如下表格:料稱 材名d33(pC/N)反諧 振頻 率fa(kH z)諧振 頻率fr(kHz)諧振 點(diǎn)處 阻抗Rf(?)1kHz的電 容Cp(nF)介電損耗D(mU)機(jī)械 品質(zhì) 因子Qm機(jī)電 耦合 系數(shù)kp樣品厚度t(mm)樣品直徑(mm)相對 介電 常數(shù)

5、63; rBSPT396212.0185.5200.1921.0202238.51351790.5991.009.091776然后根據(jù)Agile nt 4294A阻抗分析儀測得的數(shù)據(jù)，通過公式計(jì)算得到如下兩圖上圖未居里溫度的介電溫譜圖，B代表介電常數(shù)，A代表溫度，讀圖得到最高點(diǎn)坐標(biāo)(454,17.401)，因此居里溫度為 454度 mpaoeripe200000 -100000 -80-60-40-20-0-20-40-60-$0需mild150000200000250000精品文檔frequence(Hz)上圖為阻抗分析圖，讀圖得到黑線最高、最低點(diǎn)對應(yīng)x坐標(biāo)別為212.000、185.500 (kHz)對應(yīng)fa、fr。陶瓷種類相對介電常數(shù)介電損耗居里溫度C機(jī)