文 献 综 述
压电陶瓷PMN-PZT的掺杂及双晶片概述
摘要
PMN—PZT陶瓷是一种具有很好发展前景的陶瓷，因为其制备上有一定困难，通常在PMN-PZT陶瓷中进行一定的掺杂，从而使它获得更加优越的性能。PMN-PZT陶瓷的掺杂主要有稀土元素、碱土离子等，这些掺杂往往能使压电陶瓷的居里温度Tc、机械品质因子Qm、机电耦合系数kp。、压电常数d33、介电常数，等物理及压电性能都发生变化，但同时还要考虑制备陶瓷时的共烧温度，升温速率等因素。双晶片的制备需要考虑陶瓷的性能，电路和中间夹层的性能，制备出具有大位移量的双晶片压电致动器。
关键词：掺杂、PMN-PZT陶瓷、双晶片、致动器
- 引言
近年来，由于自动化产业的快速发展，工业和制造业成为压电设备应用的巨大市场，同时，在医疗设备和信息通讯领域也有很大的需求，压电设备的巨大材料族因它的轻重量轻和体积小而开始快速发展。压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。
为制作出性能优良的应用性元件，需要先制作具备优良性能的压电材料，PMN-PZT陶瓷具有优秀的机电性能，从而在电致伸缩及压电传感器、促动器等方面具有应用，两者结合具有比单个PMN，PZT有更好的压电、介电性能[1]。但在PMN-PZT制备中，因为PbO在高温易挥发和PMN的低烧成范围，很难获得性能优良的PMN-PZT陶瓷[2]。在许多对PMN-PZT的研究中，都是通过在PMN-PZT中掺杂其他元素，如一些稀土元素及其他的一些元素，通过掺杂可以引起晶格中微笑的结构成分波动，从而改善和提高电致伸缩性能、介电性能和温度稳定性等[3-6]。
压电致动元件是在电场作用下产生应变和位移的器件，其中双晶片式致动元件是使用最多的。双晶片致动元件可以用于压电微滴喷墨打印机、压电式气流发生器件、压电陶瓷继电器、压电旋转马达、压电双晶片驱动的光纤开关和压电双晶片驱动的摆动式CCD摄像器等[7]。
- 压电陶瓷PMN-PZT的制备
PMN-PZT陶瓷的制备一般有传统固相法制备工艺和先驱体合成工艺两种。
传统固相法制备工艺是将所需的各种氧化物粉体按照化学方程称量混合，然后进行球磨一段时间和在合适温度下进行烧结一段时间，使之具有一定的相组成[8]。
先驱体合成工艺是先制备出MgNb2O6粉体，再与其他氧化物粉体一起煅烧出钙钛矿相PMN-PZT。也有新的先驱体合成工艺是先制备出PZT,PMN粉体，再与PbO一起混合煅烧，但研究表明这样的方法比较复杂并且难以在工业应用中控制好纯度[9]。
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