2。3  陶瓷样品的性能表征 11

3  实验结果与分析 13

3。1  XRD 分析 13

3。2  SEM分析 14

3。3  烧结特性分析 16

3。4  压电性能分析 17

3。5  铁电性能分析 19

结论 20

致谢 21

参考文献 22

1  绪论 

1。1  压电材料概述   

    压电材料是一种在人们生活中发挥着重要作用的的功能材料，其具有典型的压电特性，因此在声、光、电、热、力等传感器和相关换能器方面发挥着不可替代的作用。锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷在20世纪中期被研究发现，作为最早发现的含铅压电陶瓷，它很快就被应用于各种类型水声、电声及超声换能器和压电变压器，这使得压电陶瓷在无机新型材料领域有了极重要的地位[1]。如今铅基压电陶瓷因其优秀的性能而被广泛用于工业生产中，但是此种类陶瓷PbO(或P3O4)含量较高，它们极易挥发并有极大的毒性，对人体和环境造成极大危害。因此研究开发无铅压电陶瓷及推进其实用化是极需解决的问题。From+优!尔.YouErw.com 加QQ75201`8766

1。1。1  压电效应

    十九世纪后期，压电效应被法国的一对物理学家兄弟P．居里和J．居里发现，在研究中他们对α石英晶体施加一定的压力，这时晶体表面所产生的电荷会与压力成正比例关系[2]。十九世纪末物理学家W。 Voigt对晶体结构与压电性之间的关系有了更加系统的补充说明。压电学这门学科的建立是以压电效应发现而开始的。压电效应数学表达式为：

                Dm=dmjTj     (m=1, 2, 3; j= 1, 2, 3, …, 6)                           (1-1)

            Dm=emjSj     (m=1, 2, 3; j= 1, 2, 3, …, 6)                           (1-2)

式中，Dm 表示电位移，Sj 表示应变，Tj 表示应力，dmj 表示压电应变系数，emj 表示压电应力系数。足标“j”代表力学量的方向，足标“m”代表电学量的方向。

    与上述现象相反，当把压电晶体置于外电场中时，由于电场的作用会使晶格中的正负电荷产生相对位移，而极化产生的位移导致晶体发生移动，此现象就是逆压电效应。逆压电效应数学表达式为：论文网

                Sj=dmjEm     (m=1, 2, 3; j= 1, 2, 3, …, 6)                           (1-3)

                Tj=emjEm     (m=1, 2, 3; j= 1, 2, 3, …, 6)                           (1-4)

式中，Em 表示电场强度，Sj 表示应变，Tj 表示应力，dmj 表示压电应变系数，emj 表示压电应力系数。足标“j”代表力学量的方向，足标“m”代表电学量的方向。

压电材料按照其形态和化学成分可分为压电单晶、压电聚合物、压电陶瓷及复合压电材料[3]。压电陶瓷与压电单晶相比具有化学性能稳定、物理性能优良、制备过程简便，可以制得各种各样形状尺寸的产品，还可获得任意的极化方向，并且适合大规模的生产。压电陶瓷的压电性能比复合压电材料和压电聚合物优越许多，并且可以通过掺杂改性和多元体系来获得所期望达到的各种特性，以满足不同产品的生产需要。文献综述