锂盐助烧铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷的压电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐[碳酸锂(Li2CO3),硝酸锂(LiNO3),氟化锂(LiF)]助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.32 PbTiO3(PMN–PT68/32)弛豫铁电陶瓷。用X射线衍射分析陶瓷相组成并测试PMN–PT68/32的压电性能。结果表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相。添加Li2CO3和LiNO3可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能有一定提高。添加LiF可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能提高很多,其中1150℃烧结添加LiF样品的压电性能为:平面机电耦合系数(kp)约为64%;厚度机电耦合系数(kt)约为54%;压电常数(d33)约为623pC/N;机械品质因数(Qm)约为96。添加Li2CO3和LiNO3样品只发生Li+在PMN–PT68/32的B位置换并产生氧空位。添加LiF样品可以通过F–取代反应产生铅空位来补偿Li+取代产生的氧空位。因此,LiF作为助烧剂的PMN–PT68/32陶瓷的优良压电性能不仅源于低温液相烧结以及阳离子Li+的取代,而且很大程度上源于阴离子F–的取代。

准同型相界附近PMN-PT陶瓷的介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了组成在相界附近的(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)弛豫铁电陶瓷。陶瓷样品X-射线衍射相组成和相结构分析表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其他杂相出现;且组成在x=0.33处存在一准同型相界(MPB),在该相界附近三方相和四方相共存,而远离该相界则分别为纯三方相和四方相。相界附近组成随PT摩尔分数增加,介电峰变得尖锐,频率弥散减弱,即介电弛豫程度减弱。这主要是由于四方相增多,三方相减少,从而使弛豫铁电体变为正常铁电体。

氟化物助烧PMN-PT陶瓷的制备与性能

以铌铁矿预产物合成法制备氟化物（LiF、MgF2、CaF2）助烧0.68Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.32PbTiO3弛豫铁电陶瓷。采用XRD和SEM分析陶瓷相组成和显微结构,并对介电和压电性能进行测试。结果表明,所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,没有检测到其它杂相;LiF和MgF2助烧PMN-PT陶瓷的晶粒较大（约3~4μm）,而纯PMNT陶瓷和CaF2助烧PMN-PT陶瓷的晶粒较小（约0.5~1μm）;LiF和MgF2的添加使陶瓷峰值介电常数增大,压电性能提高,相变弥散程度减小,而添加CaF2使其峰值介电常数减小,压电性能下降,相变弥散程度增大。

准同型相界附近PMN-PT陶瓷的介电与压电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了组成在相界附近的(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x PbTiO3弛豫铁电陶瓷。陶瓷样品X射线衍射相组成和相结构分析表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,没有检测出其它杂相;而且组成在x=0.33 mol处存在一准同型相界(MPB),在该相界附近三方相和四方相共存,而远离该相界则分别为纯三方相和四方相。在该相界附近组成具有优异的介电和压电性能:εm^38000,Ec^5kV/cm,Pr^31.5μC/cm2,d33~500pC/N,这主要是由于宏观上的三方和四方两相共存,或微观上的微畴和宏畴共存引起的。

锂盐助烧0.68Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.32PbTiO_3陶瓷的介电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备锂盐(Li2CO3,LiNO3,LiF)助烧0.68 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.32 PbTiO3[PMN-PT]弛豫铁电陶瓷。采用XRD分析陶瓷相组成,并对其介电性能进行测试,结果表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相出现;添加Li2CO3和LiNO3使PMN-PT陶瓷的介电损耗降低,而介电常数峰宽、介电弛豫特性以及居里点变化不明显;但添加LiF使PMN-PT陶瓷的介电损耗增大,介电常数峰变宽,介电弛豫更明显,以及居里点下降。极化后锂盐助烧PMN-PT陶瓷的介电常数和损耗峰均表现为双峰,第一个峰为三方铁电相-四方铁电相的相变峰,约80℃左右;第二个峰为四方铁电相-顺电相的相变峰,对添加LiF的试样约为130℃,其余试样约为150℃。这主要是由于添加Li2CO3和LiNO3试样只发生Li+在PMNT的B位置换产生氧空位,而添加LiF试样可以通过F-取代反应产生铅空位来补偿Li+取代产生的氧空位。