Abstract
PZT(Lead Zirconate Titanate)為一重要的壓電陶瓷。由於鉛的熔點(888℃) 低, 易揮發, 而使PZT 的燒結不易控制。利用液相的產生, 來促進燒結, 則不失為一簡便的解決方法, 且往往可得較低的燒結溫度, 有助於防止鉛的揮發。而五氧化二釩的熔點為670℃,乃是一種常被使用的液相燒結促進劑。在本實驗中, 以傳統的固態法制程,於PZT 在MPB(Morphotropic Pbase Boundary)附近的組成。添加五氧化二釩, 研究其燒結及對電性影響。實驗控制的變數包括V O 的添加量、燒結溫度、 燒前或 燒后添加, 以及極化電場強度等。實驗結果顯示, 在0.4wt%?1.0wt%範圍內添加, 於1000℃?1030℃溫度下燒結, 可得大於95% 理論密度的燒結效果。0.4wt%V O +3wt%Pbo添加, 更可在966℃?1030℃ 燒結得到大於97% 理論密度。惟釩易與鉛形成Pb V O 的雜相。在電性方面來說, 添加V O 試片, 在3kv/mm電場強度下極化, 其平面機電耦合系數kp都不大, 且隨著V O 添加量的增加而有下降趨勢。機械品質因數Qm則大都在100?400之間。極化電場強度增高,kp 與d 性質可有效提昇。在0.4wt%V O +3wt%Pbo添加,在1030℃燒結,5kv/mm 電場下極化, 可得最大kp=0.5,d =210×10 C/N。 此外, 介電常數隨著測量溫度上升而上升, 經阻抗分析我們認為部份進入PZT 本體之釩可能為一深陷授體(deep trapped donor), 在高溫時, 使晶粒半導化, 因而造成介電常數的上升。從電阻對溫度的變化關系, 我們求得此深陷授體之活化能為0.68ev。