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。