极化对锆钛酸铅陶瓷力学性能的影响（英文）

于瑶^1,2，王旭升^1,2，李艳霞¹，姚熹¹

1. 同济大学功能材料研究所2. 同济大学教育部先进土木工程材料重点实验室

摘 要：本工作所采用的样品为锆钛酸铅陶瓷PZT-5H与PZT-8,用动态力学分析仪（DMA）测试了极化前后PZT-5H与PZT-8在不同力学荷载频率下的杨氏模量和内耗与温度的关系。结果表明:PZT-5H和PZT-8的铁电–顺电相变温度（Tc）分别为438 K和550 K。极化前后PZT-8的杨氏模量都高于PZT-5H,这是由于硬性取代导致PZT-8的内应力大于PZT-5H。极化后,PZT-5H与PZT-8的杨氏模量增大,本文研究了极化前后压电效应对模量变化的影响。测试得出两种样品都存在一个弛豫内耗峰。分析表明,PZT-8的弛豫内耗峰由氧空位的扩散引起,而PZT-5H弛豫内耗峰的形成机制则比较复杂,与畴壁运动及畴壁在运动过程中与点缺陷的相互作用有关。计算得出极化后两种样品的弛豫激活能增加,原因是极化导致局部内应力升高,空间电荷沿极化电场排列,两种因素都会对畴壁及空位的运动产生钉扎效应,从而使弛豫过程更加困难。

关键词：杨氏模量;内耗;DMA;PZT;极化;