CuO掺杂降低PMN-PZT陶瓷烧结温度，提升性能

"CuO掺杂对PMN-PZT陶瓷性能的影响" 本文研究了CuO掺杂对PMN-PZT（铅镁镍氧化物-铅锆钛氧化物）陶瓷性能的影响，由郑鹏、MUHAMMAD Adnanqaiser等学者通过固相烧结法制备了一种新型陶瓷材料——Pb0.92Sr0.06Ba0.02(Mg1/3Nb2/3)0.25Ti0.40Zr0.35O3+0.8wt%CuO（简称为PMN-PZT:0.8wt%CuO）。实验着重考察了不同烧结温度下，如850℃、900℃、950℃、1000℃、1050℃，陶瓷的微观结构、密度以及电学性能。 传统的PMN-PZT陶瓷通常需要在1260℃的高温下烧结，并且无法与银电极共烧以制造多层陶瓷器件。然而，在添加0.8wt%的CuO后，烧结温度显著降低至900℃，这不仅降低了生产成本，还使得陶瓷与银电极共烧成为可能。在900℃烧结的CuO掺杂PMN-PZT陶瓷显示出优异的性能，其密度达到7.66g/cm³，接近理论密度的95.9%。此外，这种陶瓷的压电系数d33为445pC/N，平面机电耦合系数Kp为0.52，机械品质因数Qm为87，矫顽场为10kV/cm，剩余极化强度为36.2µC/cm²，并在40kV/cm的电场下能够产生0.25%的应变，其居里温度Tc为200℃。这些特性表明，900℃烧结的CuO掺杂陶瓷具有良好的压电性能，适合用于制作多层压电陶瓷驱动器。 实验还发现，这种陶瓷在900℃和950℃下与银电极共烧后，银电极保持完好，这为制备低成本、高性能的多层压电陶瓷驱动器提供了可能性。关键词包括压电陶瓷、低温共烧、PMN-PZT陶瓷以及CuO掺杂。该研究受到中央高校基本科研业务费专项资金和国家自然科学基金的支持，通讯作者袁国亮教授专注于铁电、压电、磁电、宽禁带半导体等电学多功能材料的研究。 CuO的掺杂成功优化了PMN-PZT陶瓷的烧结条件，提升了其电学性能，并且与银电极的兼容性增强，对于发展新型压电陶瓷器件具有重要的应用价值。这项工作展示了材料改性在提升功能陶瓷性能方面的重要作用，也为压电陶瓷领域的科学研究和工业应用开辟了新的方向。