赵世言，胡望峰

(1.上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444;2.杭州应用声学研究所,浙江 杭州 311400)

0 引言

锆钛酸铅(PZT)是一种性能优异的压电陶瓷材料，因其具有高的压电常数、居里温度及机电耦合系数，已成为用途最广的一类压电陶瓷。然而伴随着优异的性能，PZT压电陶瓷也存在烧结温度较高(1 200～1 300 ℃)等不足。在高温下，PZT成分中的铅(Pb)会有严重的挥发，Pb挥发不仅会造成成分波动性能下降，同时也会对环境造成很大的污染；并且随着低温共烧陶瓷(LTCC)技术的发展，现代化无源集成器件、多层驱动器件都需要陶瓷材料本身具有较低的烧结温度,从而和金属内电极匹配共烧。为了满足环境保护和工业化应用的迫切需求，我们对PZT基压电陶瓷低温烧结进行了系统化的研究。

在低温烧结研究中，常用的方法有添加烧结助剂、减小粉体粒径(溶胶-凝胶化学法、高能球磨法)及改变烧结方式(热压烧结)等。其中，添加烧结助剂是运用最广且简便的方法。目前常用的烧结助剂有Ba(Cu1/2W1/2)O3[1]、Bi2O3[2]、Li2CO3[3-9]、LiBiO2[10-13]、CuO[14-18]及一些低熔点玻璃助烧剂[19-20]。其中Li2CO3由于熔点低，降温效果好，被广泛地应用于多种不同的压电陶瓷体系中。

Li2CO3中的Li+能进入晶格产生氧空位促进传质、与PbO形成Li2PbO3液相,是促进烧结的主要因素。降低烧结温度除引入Li+外，还有许多不同的引入方式。其中同样含有Li+且具有低熔点特性的LiF[21]烧结助剂在压电陶瓷低温烧结的研究中报道较少。

本文将LiF作为烧结助剂加入到PZT压电陶瓷体系中，系统地研究了不同LiF助烧剂添加量对PZT压电陶瓷晶体结构、微观形貌、压电性能和烧结过程的影响。……