壓電陶瓷制備與測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 壓電陶瓷制備與測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 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(jiàn)的表征方法及檢測(cè)手段。3、 掌握壓電陶瓷材料壓電、介電性能等性能測(cè)試方法。4、 掌握壓電陶瓷的性能分析方法。2、 壓電陶瓷材料制備過(guò)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(cè)試。1、 配料：Bi2O3···14.36 Sc2O3···4.249 PbO···23.7 TiO2···8.6962、 原料

2、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)行修正計(jì)算，然后進(jìn)行原料的稱(chēng)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(dòng)球磨方式，震動(dòng)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(guò)程，預(yù)燒過(guò)程中應(yīng)注意溫度和保溫時(shí)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

3、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(guò)程。燒結(jié)過(guò)程的機(jī)制是組成該物質(zhì)的原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。燒結(jié)的推動(dòng)力是顆粒或者晶粒的表面能，燒結(jié)過(guò)程主要是表面能降低的過(guò)程。晶粒尺寸是借助于原子擴(kuò)散來(lái)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

4、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(chǎng)強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)臉O化溫度。極化樣品放置24小時(shí)后，用壓電常數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)量d33，用高頻阻抗分析儀(Agilent4294A等)測(cè)量介電常數(shù)、介電損耗、諧振頻率等3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 利用d33測(cè)試儀及Agilent 4294A阻抗分析儀測(cè)試壓電陶瓷片的各項(xiàng)性能，得如下表格：材料名稱(chēng)d33(pC/N)反諧振頻率fa(kHz)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(duì)介電常數(shù)rBSPT396212.0185.5200.1921.0202238.51351790.5991.009.091776然后根據(jù)Agilent 4294A阻抗分析儀測(cè)得的數(shù)據(jù)，通過(guò)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度上圖為阻抗分析圖，讀圖得到黑線(xiàn)最高、最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)x坐標(biāo)別為212.000、185.500（kHz）對(duì)應(yīng)fa、fr。陶瓷種類(lèi)相對(duì)介電常數(shù)介電損耗居里溫度機(jī)電耦合系數(shù)kp壓電常數(shù)