溶胶-凝胶法制备PMN-PT铁电陶瓷及其优异性能

"溶胶-凝胶法制备0.85Pb(Mg1/3 Nb2/3)O3-0.15PbTiO3(PMN-PT)铁电陶瓷的研究" 本文主要探讨了利用溶胶-凝胶法制备PMN-PT铁电陶瓷的过程与性能。溶胶-凝胶法是一种化学合成方法，它通过无机盐和氧化物作为原料，结合柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)作为复合螯合剂，乙二醇作为溶剂，形成稳定的溶胶，进而转化为凝胶，最终得到PMN-PT粉体。这种方法相较于传统的固相合成法，能够在较低的烧结温度下（1100℃）得到理想的钙钛矿相，比常规方法低100-200℃，并且能够得到性能优异的陶瓷。 实验中，作者通过对PMN-PT陶瓷进行X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析，研究了钙钛矿相的形成和烧结体的微观结构。结果显示，烧结温度对陶瓷的显微结构、介电性能、铁电性能和压电性能有显著影响。在1100℃烧结的PMN-PT陶瓷表现出良好的特性，如高的压电常数d33（252pC/N）和大介电极化强度Pr（17.8μC/cm²）。 PMN-PT铁电陶瓷因其高介电常数、电致伸缩效应、低烧结温度、小应变滞后和频率色散等特点，被广泛应用于多层陶瓷电容器、微位移驱动器等领域，具有很大的应用潜力。然而，PMN基陶瓷在制备过程中可能出现烧绿石相，这将严重影响其电学性能。因此，如何获得全钙钛矿相的PMN基陶瓷一直是研究的重点。本文提出的溶胶-凝胶法在制备过程中可以避免或减少烧绿石相的形成，提高材料的均匀性和一致性，对于优化PMN-PT陶瓷的性能具有重要意义。 此外，溶胶-凝胶法还有其他优势，比如能够精确控制原料的化学计量比，减少杂质的引入，以及实现纳米级别的粒度控制，这些都有助于提升材料的综合性能。尽管这种方法在制备过程中可能涉及到更多的化学反应步骤和处理时间，但其在制备高性能铁电陶瓷方面的优势不容忽视。 该研究揭示了溶胶-凝胶法制备PMN-PT铁电陶瓷的潜力，为实现高效、低成本的陶瓷制备提供了新的思路，对于优化材料性能和拓宽其应用领域具有积极的促进作用。