● 摘要
最近，研究者们发现了一种新型的无铅压电陶瓷材料：Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (简称 BZT-BCT)，其准同型相界附近展示了非常高的压电性能，如此高的压电活性引起人们的关注，巨大压电效应的来源再一次成为人们研究的焦点。因此，本论文围绕这些内容逐渐展开。首先，成功制备出了具有高压电性能的无铅压电陶瓷材料：0.5BZT-0.5BCT(Ba0.85Ca0.15Zr0.1TiO3)。其性能分别为：压电系数d33 = 543 ~ 572 pC/N、机电耦合系数kp = 0.55 ~ 0.57以及机械品质因素Qm = 125。制备工艺条件为：预烧温度为1200 ºC，烧结温度在1400 ~ 1440 ºC。其次，通过研究(Ba1-xCax)(Zr0.1Ti0.9)O3和(Ba0.85Ca0.15)(ZryTi1-y)O3陶瓷体系的相变行为和压电性能。结果发现：BZT-BCT伪二元系MPB的形成事实上归因于温度和组分共同控制的正交相-四方相(简称O→T)和正交相-三方(O→R)相变的彼此接近。该特征意味着O相发挥着结构桥的功能联接R与T相。MPB内结构桥的出现应对MPB处靠近T相一侧，最大的压电效应(d33 = 572 pC/N、kp = 0.57)的产生有着突出的贡献。最后，研究了(Ba1-xCax)(ZryTi1-y)O3陶瓷的相变规律，得出了改善BZT-BCT位二元系MPB温度稳定性的方法，为获得具有高压电性能又具有好的温度稳定性的无铅压电陶瓷材料提供思路和参考。