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本文以PMN基弛豫铁电体为主要研究对象,以氧化物固相反应法制备样品。系统的研究了(1-x)PMN—xPT陶瓷的相结构、介电性能和压电性能。
系统研究了PT含量对PMN基陶瓷弛豫相变的影响。随着PT含量的增加,居里温度Tm提高,弛豫程度减弱,弛豫度因子δ与PT含量、Tm与PT含量基本成线性关系。这表明材料由弛豫铁电体向典型铁电体(例如:PZT)的过度是渐变的过程。从PT加入量对样品压电性能的影响表明,认为在PT含量较低的情况下材料类似于电流变体,微畴、宏畴的性质以及微畴向宏畴的转变是kp发生规律变化的原因。X射线衍射的结构表明,(1-x)PMN-xPT系的立方—四方准同型相界大约位于0.33~0.34PT%之间。同时,对准同型相界系统0.67PMN-0.33PT分别进行A、B位掺杂结果发现,Sm和La两种A位掺杂离子的引入,均较大幅度的降低了样品的介电常数峰温和声誉极化值,同时材料的最大介电常数也有了不同程度的降低。而随着B位离子Mn2+掺杂量的增加,使陶瓷样品中钙钛矿相逐增加,焦绿石相逐渐降低;而且部分掺杂的Mn离子会进入到晶格的B位,形成第二相;同时随着Mn离子掺杂量的增加,介电峰值逐渐增大,压电性能有所提高,弥散度依次增大。Mn掺杂量过大时,会导致介电峰值下降,弛豫性和温度稳定性急剧下降,材料压电活性降低,材料性能恶化。
最后研究了陶瓷加工工艺对陶瓷性能的影响,发现烧结温度对材料的介电性能有较大的影响,适当的提高烧结温度,可以改善材料的致密度,使材料介电性能的提高;然而烧结温度过高则会导致材料介电性能的下降。同时,加入适当过量的PbO也可以到达提高陶瓷性能的效果。