镨掺杂对锆钛酸铅压电陶瓷性能的影响

用固相反应法制备了镨掺杂锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷,研究了镨掺杂对材料性能的影响。样品是在锆钛比为变量,镨含量为3%(摩尔比),制备工艺相同的条件下进行的。对其压电和介电性能测试结果表明:与未掺杂PZT相比,掺镨后的PZT相界发生了移动,即移向了富锆的一端,其在锆钛比约为1.17～1.27之间;居里温度TC随锆钛比的增加而降低,在本研究的系统内,锆钛比最小和最大时分别为1.04和1.50,其相应的居里温度分别为330°C和278°C;压电系数d33、机电耦合系数kp及介电常数ε/ε0均在1.17处达最大值,d33=420pC/N,kp=0.53;极化前的ε/ε0达1400,极化后εT33/ε0达2000;介电损耗tanδ随锆钛比的增加呈上升趋势,而机械品质因数Qm大幅度下降,在锆钛比为1.17处达最小值75。