李乐庆
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方必军
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丁晨露
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王大东
材料科学与工程学报
用传统的固相反应法、通过铌铁矿预合成路线制备了1mol%ZnO、MnO2和CuO掺杂的0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3(0.7PMN-0.3PT)陶瓷.XRD分析表明掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现纯三方钙钛矿结构.烧成的陶瓷具有较高的致密度,其中CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷达到理论密度的93.79%.掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷都呈现宽化、弥散的介电响应峰,然而介电常数的频率色散现象明显减弱.CuO掺杂的0.7PMN-0.3PT陶瓷呈现优良的综合电学性能:介电常数最大值εm达到21000左右,剩余极化强度Pr达到27.49μC/cm2,压电应变常量d33达到548pC/N.
关键词:
铌镁酸铅-钛酸铅
,
弛豫铁电体
,
钙钛矿结构
,
掺杂
,
电学性能
李乐庆
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方必军
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.04.020
用传统的陶瓷工艺、通过B位氧化物预合成法制备了高质量、钙钛矿结构的0.20Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-0.32PbZrO3-0.48PbTiO3(PFN20-PZ32-PT48)铁电陶瓷,该条件下制备的铁电陶瓷呈现相当均匀的微结构和良好的电学性能.PFN20-PZ32-PT48具有较大的室温介电常数(～410)、高的居里温度(TC,～350℃),在295K＜T＜525K温度区间,具有较小的介电常数温度梯度(a)ε/(a)T=2.8/℃,并且介电常数与频率无关,特别适合高温电容器工业的应用.虽然PFN20-PZ32-PT48呈现较为典型的一级铁电相变,其介电性能在顺电相区呈现明显的频率色散现象,并伴随着介电常数和损耗的反常增加.该反常现象的产生可能与陶瓷烧结过程中Fe3+被部分还原成Fe2+离子所诱导产生的热激发的空穴导电机制有关.PFN20-PZ32-PT48的剩余极化(Pr)与频率的关系可以很好地用随机场模型模拟,表明其弛豫行为的产生与短程化学有序所诱导产生的极性簇和/或纳米尺寸的非均匀性有关.
关键词:
B位氧化物预合成
,
铌铁酸铅基
,
频率色散
,
介电损耗
