最新壓電陶瓷制備與測試試驗報告

1、精品文檔壓電陶瓷制備與測試實驗報告一、實驗要求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

2、行修正計算， 然后進行原料的稱量。 按化學配比配料以后， 使用行星式球磨機將 各種配料混合均勻。 實驗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行預燒。預燒是使原料間發(fā)生固相化學反應以生成所需產(chǎn)物的 過程，預燒過程中應注意溫度和保溫時間的選擇。 將預燒反應后的材料使用行星式球磨機粉 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的物質(zhì)，成型后應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、密度提高和強度增 大的過程。 燒結(jié)過程的機制是組成該物質(zhì)的原子的擴散運動。 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散來實現(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行。為了獲得優(yōu)良的壓電性能，需要選擇合適的電場強度，適當?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、實驗內(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 點處 阻抗Rf(?)1kHz的電 容Cp(nF)介電損耗D(mU)機械 品質(zhì) 因子Qm機電 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，讀圖得到最高點坐標(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、最低點對應x坐標別為212.000、185.500 (kHz)對應fa、fr。陶瓷種類相對介電常數(shù)介電損耗居里溫度C機