Abstract
壓電陶瓷Pb(Zr,Ti)O3 固溶體, 簡稱PZT 壓電陶瓷,由於其具有較高的機電偶合係數(electromechanical cou- pling factor Kp)及較高的居禮溫度, 因此已被廣泛的應用在各種壓電換能器(transducer)的設計上。PZT 在工業上主要是以傳統的固相反應法( 混合→煆燒→粉碎→成形→燒結) 來生產, 雖然有成本較低, 製程簡單的優點, 但卻有組成分佈不均及粒度難以控制等缺點, 因此尋求其他方法合成PZT 粉末便日漸重要了。本研究以水熱法來合成粉末, 期望得到組成分佈均勻、粒度細微且均一的粉末, 實驗乃以氯氧化鋯、醋酸鉛、氫氧化鈦為原料, 少量的醋酸鑭當添加劑, 然後將其均勻混合後加入氫氧化鈉溶液, 置於壓力釜內反應, 而反應條件經由鈦酸鉛及鋯酸鉛合成的條件得知,200℃, 24小時可得PZT 結晶粉末, 其粒度約0.1?0.3μｍ, 且由TEM 的觀察得知其粉末為立方形的結晶。而成份的控制乃由起始原料配比控制, 實驗結果得知當起始Zr/Ti=54/46 可得同素異形相界(MPB) 的組成。至於燒結體方面, 水熱法合成的粉末只要在1100℃燒結即可達到7.6g/cm3, 燒結溫度比固相反應法降低了150℃ 左右, 若燒結溫度相同時, 水熱法可得到較大的晶粒, 相對的Kp亦較大, 在1250℃燒結時,以2kv/mm極化, 其Kp可達0.58左右, 另外本實驗尚有對添 La的影響作討論, 我們發現La的添加可提高密度, 在添加量為3mole%時可得最高密度, 除此之外, La的添加尚有降低Qm及細化晶粒的效果。