本论文针对PZT95/5铁电陶瓷材料在工程领域中的应用,采用添加造孔剂的方法制备了具有不同微观结构的多孔PZT95/5铁电陶瓷,全面表征了陶瓷材料的微观结构,研究了不同微结构对材料的电学性能以及冲击波加载作用下的去极化行为和相变特性的影响规律。研究结果揭示了多孔PZT95/5铁电陶瓷的微观结构与宏观性能之间的内在联系,深化了冲击波压缩状态下铁电陶瓷材料相变行为的理解。　　 首先采用PMMA作为造孔剂,利用固相烧结技术制备了具有相同孔径(5μm)、不同孔隙率的多孔PZT95/5铁电陶瓷以及相同孔隙率、不同孔径的PZT95/5铁电陶瓷。研究了不同造孔剂添加量和造孔剂尺寸对于孔隙率的贡献以及对气孔形状的影响。研究发现,当非本征气孔(造孔剂引入的孔)的尺寸小于或者相当于晶粒尺寸时,非本征气孔率和本征气孔率(未加造孔剂烧结过程本身形成的气孔率)之间有很大的重叠,铁电陶瓷的净气孔率可以近似转换成是非本征气孔率。孔径尺寸大的造孔剂对孔隙率的贡献较大,其净孔隙率约为本征孔隙率和非本征孔隙率之和。当非本征孔的尺寸大于晶粒尺寸时候,获得的微孔结构与造孔剂的形状符合的较好,当造孔剂尺寸与晶粒尺寸相比相当或者小于时,获得的微孔形状趋于本征气孔形状。通过铁电性能、介电性能等测试研究了孔隙率对材料性能的影响,建立了多孔PZT95/5铁电陶瓷材料的剩余极化强度、介电常数与孔隙率之间的定量关系,使材料性能与显微结构之间的定量调控成为可能。另外,研究还发现孔径对于材料的铁电和介电性能影响较小,但孔隙率和孔径的增加都会显著降低PZT95/5铁电陶瓷材料的击穿场强。　　 利用电滞回线测试技术,测试了PZT95/5铁电陶瓷材料在不同外场条件下的极化电流。研究了外场对于PZT95/5铁电陶瓷材料极化翻转引起的极化电流的影响规律。发现温度对极化电流的影响较小,电场强度和频率对于极化电流的影响较大。定义了一个‘电畴活动势函数’,可以很好的解释观察到的实验现象。重要的是,对于极化电流的频率依赖研究发现,在高频阶段极化电流发生弛豫现象,比较研究发现该弛豫现象是非180°铁电畴对电场频率响应的集体行为。　　 为了进一步探索多孔PZT95/5铁电陶瓷的制备方法和提高其宏观性能,论文首次利用碳纳米管作为造孔剂,制备了晶粒内有孔的PZT95/5铁电陶瓷。通过不同的测试技术研究了晶粒内的孔对PZT95/5铁电陶瓷材料性能的影响。结果表明,晶粒上微孔的引入提高了PZT95/5铁电陶瓷材料的铁电性能、直流击穿强度以及电阻率,从而提高了铁电陶瓷的储能密度。进一步地,通过比较研究PbO过量度、烧结温度、碳纳米管添加量以及Zr/Ti比对于PZT95/5铁电陶瓷的显微结构和宏观性能的影响,结合烧结动力学理论,揭示了PZT95/5铁电陶瓷晶粒内微孔的成孔机制。　　 最后,利用平面冲击波加载技术,研究了冲击波压缩下多孔PZT95/5铁电陶瓷的冲击波去极化特性和相变特性。实验表明,随着孔隙率的增加,去极化电流幅值逐渐降低,脉冲宽度逐渐增加;去极化电流对于孔径的依赖较小。冲击相变速率随着孔隙率的增加而降低。随着负载电阻的增加,相变速率变缓;随着冲击应力的增加,相变速率增加。综合冲击波加载实验结果,表明在冲击波压缩状态下,多孔铁电陶瓷材料具有更优越的耐冲击性能和耐击穿性能。