2.2  实验仪器 10

2.3 实验流程 11

2.4 (1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBiTiO3系列压电陶瓷样品的制备 11

2.4.1 Sol-gel方法制备粉料 11

2.4.2 球磨 13

2.4.3 预烧 13

2.4.4 二次球磨 14

2.4.5 成型 14

2.4.6 干燥 15

2.4.7 烧结 15

2.4.8 陶瓷的研磨与抛光 15

2.4.9 陶瓷电极的制备 16

2.4.10 陶瓷的极化 16

2.5  陶瓷性能表征 17

2.5.1 陶瓷物相分析 17

2.5.2 压电性能测试 17

2.5.3 陶瓷的介电性能测试 18

2.5.4 陶瓷电滞回线测试 19

3 结果与分析 21

3.1 XRD分析 21

3.2 压电性能分析 21

3.2 铁电性能分析 24

致  谢 27

参考文献 28

1 绪论

1.1 引言

功能材料是指对电、磁、光、声、力、热等信息具有检测、存储、转换、耦合和传输等功能的介质材料。目前，其主要用于电、磁、声、光、热和化学等信息的检测、转换、传输、处理和存储等。随着通讯、电子、控制等高新技术产业的迅猛发展，对材料的多功能化、智能化、小型化等要求不断提高，功能材料的研发在高新技术领域的地位越来越重要。压电陶瓷作为一种重要的功能材料，能够实现电能和机械能之间的相互转化[1]。世界各国目前正竞相进行研究开发压电材料，已经成为各国在科学技术领域竞争的重要领域之一，其应用已遍及人类日常生活及生产的各个角落，在机械、电子、通信等诸多领域有着十分广泛的应用。经过多年的发展，压电材料类别形式更加多样化，特性也更加突出。除了单晶体、压电陶瓷多晶体和非晶固体（例如聚合物）具有压电效应外，在金属、半导体、铁磁体和生物体（如骨骼）中也发现了压电效应。

1.2 压电陶瓷概述

1.2.1 压电效应

压电效应(Piezoelectric Effect)是一种机电耦合效应，最早是在1880年由法国的居里兄弟在研究石英晶体的热电性与晶体对称关系时发现的[2]，包括正压电效应和逆压电效应。如图1.1所示。

(1)、正压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施加压力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生等量的正、负电荷，电荷的面密度与施加作用力的大小成正比，一旦作用力撤除，电荷即消失，这种由于机械力的作用使介质发生极化的现象称为正压电效应。

(2)、逆压电效应：当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这就是逆压电效应。

 图 1.1 压电效应示意图

具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料是介质材料的一种。按照晶体的物理性质，可以把32个点群分为电介质材料、压电材料、热释电材料、铁电材料[3]，其相互关系如所示。