1、鉛基陶瓷是一種在電能量存儲(chǔ)、能量轉(zhuǎn)換、大位移致動(dòng)器等領(lǐng)域中都具有廣泛應(yīng)用的材料。在近十年來,純鋯酸鉛和摻雜改性的鋯酸鉛基陶瓷的原因其具有優(yōu)良的電性能和成熟的制備工藝而被大量應(yīng)用。其中(Pb1-xBax)ZrO3(PBZ)由于其反鐵電相變的特點(diǎn)而受到了越來越多的關(guān)注,本文以傳統(tǒng)的高溫固相法制備了PBZ的陶瓷,并研究了陶瓷的介電和鐵電特性。
　　 實(shí)驗(yàn)用傳統(tǒng)高溫固相法合成鋯酸鋇鉛(Pb1-xBax)ZrO3(0≤ x≤0.30)陶瓷

2、樣品,以BaCO3(99％),ZrO2(99％),Pb3O4(99％)為原料,添加0.3％的燒結(jié)助劑二氧化錳(MnO2)。介電曲線研究了不同頻率下從27到350℃下的電介質(zhì)相變,從介溫特性可以看出隨著Ba2+摻入量的增多而居里溫度逐漸降低,當(dāng)摻雜濃度達(dá)到x=0.10時(shí),(Pb1-xBax)ZrO3(0≤ x≤0.30)固溶體在相變溫度點(diǎn)的介電常數(shù)達(dá)到最大值10220。對(duì)于摻雜成分0≤ x≤0.10,我們觀察到反鐵電相到鐵電相的相變。在P

3、BZ陶瓷樣品中,以摻雜Ba2+含量可以劃分為兩個(gè)范圍,一個(gè)是x<0.10另一個(gè)是x>0.10,兩個(gè)范圍內(nèi)PBZ陶瓷表現(xiàn)出不同的特性。PBZ10樣品都展現(xiàn)了很好的鐵電特性,其剩余極化強(qiáng)度Pr和矯頑場(chǎng)Ec分別可達(dá)4.8μC／cm2和13.6 kV／cm。
　　 為了更好地了解摻雜的二氧化錳對(duì)(Pb1-xBax)ZrO3陶瓷的介電性能的影響,我們選取具有極佳介電性能的PBZ10陶瓷樣品作進(jìn)一步研究。我們按照(Pb0.9Ba0.1)Zr

4、O3-x mol％MnO2(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)制備了陶瓷。結(jié)果表明添加的燒結(jié)助劑MnO2對(duì)陶瓷的介電性能有很大的影響。隨著錳離子的摻雜不斷增加,居里溫度處所對(duì)應(yīng)的介電峰值也慢慢增大。當(dāng)錳摻雜到達(dá)一定的量時(shí),也就是錳摻雜到x=0.4時(shí),我們獲得了最大的介電常數(shù)值14214,其居里溫度穩(wěn)定在200℃。根據(jù)修正的居里外斯定律,我們計(jì)算得到(Pb0.9Ba0.1)ZrO3-x mol％MnO2(x=0.1,0.2,0.

5、3,0.4,O.5)陶瓷的彌散性指數(shù)值γ對(duì)應(yīng)摻雜量x由小到大相應(yīng)是1.18,1.08,0.98,1.01和0.966。
　　 除此之外,我們采用傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)方法,制備出純氧化鋁陶瓷及其分別摻雜稀土元素釔和鑭的陶瓷樣品。我們測(cè)量了樣品的結(jié)構(gòu)、介電特性和熱導(dǎo)性能；研究了燒結(jié)溫度(1300℃到1500℃)對(duì)這些樣品性能的影響。XRD的結(jié)果表明所有樣品都基本上形成了單一的固溶體。介電結(jié)果表明純Al2O3以及其摻Y(jié)3+和La3+三組