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由于锆钛比为95/5的PZT在相图上处于铁电相与反铁电相的相界附近,在室温下,其结构相图为反铁电正交相,经高温热处理后的PZT95/05铁电陶瓷是铁电相斜方结构,当压力、温度和电场等因素作用时,铁电相和反铁电相之间相互转换而具有许多特殊的电学性能。本文通过改进的溶胶—凝胶(sol-gel)法配制了锆钛比为95:5的溶胶凝胶,并且在最佳的环境温度下烧结得到Pb(Zr0.95Ti0.05)O3(PZT95/05)陶瓷。通过利用Wayne Kerr公司产的6500精密阻抗分析仪(PIA)和TF2000 Analyzer System下的FE模式对其介电性能和铁电性能进行了系统的测试及研究。主要研究内容有如下几方面:
(1)优化了PZT配制溶胶、烧结陶瓷、镀电极、极化处理等工艺。
(2)通过对试样的介电性能分析和PZT75/25陶瓷样品的介电性能比较分析表明:在常温下,一方面,PZT95/05陶瓷介电常数比PZT75/25陶瓷高出十几倍。另一方面,PZT95/05陶瓷在f>103MHz,有很好的介电弛豫现象。
(3)改变样品的环境温度分析其介电性能可知:当温度达到样品的居里温度Tc时,样品的介电常数和介电损耗因素均出现异常。另外,不同温度下绘制出的样品的COLE-COLE实验图,除了样品在居里温度下的实验图,其余温度下的图均符合Davidson-Cole(歪斜圆弧则)模型,结合理论计算获得了驰豫时间分布。
(4)通过对试样的铁电性能分析得到:首先,PZT95/05陶瓷具有较好的铁电性能。其次,在样品不被击穿的前提下,提高测试电压、频率的大小,对样品铁电性能产生了重要影响。最后,测试的环境温度对样品的铁电性能也有明显的影响。