【摘 要】
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本文选择四元系固溶体铌镁铌锰锆钛酸铅(PMMN),对其进行掺杂改性及低温烧结研究,并采用低温烧结改性PMMN压电材料研制叠层压电陶瓷耦合器。PMMN四元系压电陶瓷材料组成为：Pb(M
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本文选择四元系固溶体铌镁铌锰锆钛酸铅(PMMN),对其进行掺杂改性及低温烧结研究,并采用低温烧结改性PMMN压电材料研制叠层压电陶瓷耦合器。PMMN四元系压电陶瓷材料组成为：Pb(Mg1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Nb2/3)0.04Ti0.46Zr0.46O3采用MgO作为掺杂改性剂,试验结果表明MgO的最佳掺杂量为0.25wt％,此时材料具有优良的介电压电性能。1130℃烧结2小时陶瓷的性能参数为：以3=310 pC/N,Qm=1008,Kp=0.61,εT33/ε0=1494,tanδ=0.34％,是一种中温烧结功率型压电陶瓷材料。
对改性后的PMMN四元系压电陶瓷材料添加适量的低温烧结剂CdO,SiO2,基本保持了基方的压电介电性能,且使其烧结温度降至1000℃以下,980℃烧结4小时陶瓷的性能参数为：以d33=300pC/N,Qm=800,K=0.58,εT33/ε0=1250,tanδ=0.34％。确定出用于制作叠层压电陶瓷耦合器的材料配方为：Pb(Mg1/3Nb2/3)0.04(Mn1/3Nb2/3)0.04Ti0.46Zr0.46O3+0.25wt％MgO+0.8wt％CdO+0.1 wt％SiO2利用上述材料成功研制出三层和五层的叠层压电陶瓷耦合器。对研制成功的叠层压电陶瓷耦合器进行基本电学性能测试,表明该耦合器具有良好的频率特性,阻抗特性及温度稳定性,满足小型化固体继电器的要求,且装贴面积较单片压电陶瓷耦合器明显减小,可适应表面组装技术(SMT)的需要,具有实用价值。
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