钛酸铅基化合物的结构与负热膨胀性

钙钛矿结构的PbTiO_3陶瓷(PT)是类重要铁电材料,其奇异性在于热膨胀系数为负(体热膨胀系数-1.62×10^(-5)℃,RT～490℃),即负热膨胀材料(NTE),若以NTE材料PbTiO_3为基,通过加杂或固溶方式合成ABO_3化合物,实现热膨胀系数调控,从而对钛酸铅基功能陶瓷的性能进行"设计"和"裁剪"。合成了系列PT-ABO_3化合物,用XRD、中子衍射、RAMAN、红外、XPS等手段进行结构表征和NTE机理分析,发现在A位掺杂的固溶体中,只有Cd的掺杂表现出反常的晶体结构,使PbTiO_3的轴比与负热膨胀性能同时增加,而Ca、Sr、Ba、La等替代使c/a轴比降低,负热膨胀性下降,热膨胀系数由负到正变化;在复合替代的固溶体中,PbTiO_3-BiBO_3(B=Fe,(Zn,Ti)1/2)体系中,BiBO_3掺杂使轴比与居里温度同时增加。