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为了提高铅基陶瓷在电致伸缩材料应用方面的性能,保证良好的介电性能,同时降低陶瓷的烧结温度,本课题对铌镁酸铅[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-铌铁酸铅[Pb(Fe1/2Nb1/2)O3]-钨铁酸铅[Pb(Fe2/3W1/3)O3]三元系统(简称PMN-PFN-PFW)进行了研究。组成为0.2Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-(0.8-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-xPb(Fe2/3W1/3)O3其中,x=0.20,0.24,0.28,0.32,0.36,0.40,0.44,0.48)。并通过Mn2+掺杂以降低介电损耗。通过X射线衍射(XRD)对合成后材料的晶相进行了分析,用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品表面的显微结构,并且对Mn2+掺杂的PMN-PFN-PFW电致伸缩材料微位移器件进行了老化性能、温度稳定性、最大滞后及场强-应变研究。研究发现:二次合成法与一次合成法(传统氧化物混合法)的工艺相比,采用二次合成法时粉料合成得更完全,烧结后陶瓷晶粒更大,介电常数也远远高于一次合成法。使用二次工艺800℃预烧时可成功制备出纯钙钛矿相结构的PMN-PFN-PFW粉体。900℃烧成保温2h-3h时,0.2PMN-(0.8-x)PFN-xPFW陶瓷的性能达到最佳。随着PFW含量x的增加,居里温度Tm下降;当PFW含量x=0.40时介电常数出现极值。Mn2+掺杂的陶瓷介质损耗大大降低。改变Mn2+掺杂量,对样品的各项性能指标影响较大,随着Mn2+含量的增加,居里温度下降。综合实验结果发现,在掺杂wt1.0%Mn2+时0.2PMN-0.52PFN-0.28PFW陶瓷的综合性能达最佳值:体积密度D=8.22/g.cm-3,居里温度Tm=40℃,峰值相对介电常数εr=9212,介电损耗tanδ=0.010 ,体积电阻率ρv=4.6×1012·cm。对掺Mn2+的PMN-PFN-PFW陶瓷通过轧膜等工艺及机械式串联、电学式并联方法制备了多层独石结构的电致伸缩微位移器件。1500v/mm场强下的应变s=3.6×10-4。随测量温度增加,位移量s逐渐降低;随着时间的延长,位移量呈现下降的趋势。位移温度系数Tk为-4.5×10-3/℃。