(Ba Ca)(Ti Sn Hf)O3摻雜MnO2無鉛壓電陶瓷與應用於壓電超音波馬達之研究

摘要

本研究主要在開發無鉛壓電陶瓷(Ba Ca)(Ti Sn)O3 (BCTS)，首先先進行(Ba1-xCax)(Ti1-ySny)O3 (x = 0 02-0 04 y = 0 04-0 06)最佳化邊界的尋找，結果發現，(Ba0 97Ca0 03)(Ti0 96Sn0 04)O3會比BCTS的文獻有著非常高的TC = 97 oC和優異的壓電特性d33 = 415 pC/N與共振阻抗值Z = 17Ω。緊接著針對材料的改制分為兩階段，第一階段為B-site化合物置換改制(Ba0 97Ca0 03)(Ti0 96Sn0 04-zHfz)O3 (BCTS0 04-zHz)，結果發現當z = 0 035會有相對較高的Tc = 112 oC和不錯的壓電特性分別為kp = 49 %、kt = 45 7%、Qm = 122 4與d33 = 313 pC/N，更重要的是有相對穩定的變溫共振頻率變化率。第二階段為添加助燒劑改制(Ba0 97Ca0 03)(Ti0 96Sn0 005Hf0 035)O3 + a mole% MnO2 (BCTSH–a Mn)，結果發現當a = 2會有不低的TC = 113 oC，與不差的壓電特性分別為kp = 36 4%、kt = 36 0%與d33 = 230 pC/N，更重要的是有效的細化晶粒約22 59 μm與明顯提升氧空缺(Ea = 1 4460 eV)和Qm = 340 8。 在一系列的研究中找出最佳特性之陶瓷體後，將具有高d33與Qm的BCTSH+2Mn陶瓷應用於製作超音波馬達並探討壓電參數對馬達輸出性能的影響，其無鉛壓電馬達相關輸出性能:左推速=3 21 mm/s 、右推速=3 39 mm/s、上推速=2 56 mm/s與推力>2 N。最後成?地去推動已商業化醫療規格0 5 ml的胰島素針筒。

獎項日期	2017 7月 28
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Sheng-Yuan Chu (Supervisor)