镧掺杂PMN-PT陶瓷在准同型相界处的相组成调控

作     者：包国翠 李坤 杨光 崔佳宁 施东良 林国豪 方必军 BAO Guocui;LI Kun;YANG Guang;CUI Jianing;SHI Dongliang;LAM Kwokho;FANG Bijun

作者机构：常州大学材料科学与工程学院常州213164 常州大学石油化工学院常州213164 香港理工大学电气工程系中国香港999077 

基　　金：江苏省实践创新项目(SJCX21_1178) 国家重点研发计划“数字诊疗装备”专项(2018YFC01163) 研究资助委员会一般研究基金(15220920,Q80M) 研究资助委员会研究影响基金(R5029-19,RC31) 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2022年第41卷第10期

页      码：3647-3657页

摘      要：采用两步预烧工艺制备Pb_(0.9625)La_(0.025)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(1-z)Ti_(z)O_(3)(z=0.28、0.29、0.30、0.31)陶瓷,其准同型相界(MPB)的化学组成位于PbTiO_(3)含量为0.29 mol和0.30 mol附近。选取准同型相界两侧的化学组成,制备四方晶相Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.66)Ti_(0.34)O_(3)和三方晶相Pb_(1-1.5x)La_(x)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(1-y)Ti_(y)O_(3)(x=0.0833~0.0417,y=0.2067~0.2733)陶瓷粉体。将两种晶相粉体按照设计比例(三方晶相摩尔分数w=0.3、0.4、0.5、0.6)混合,干压成型,烧结成化学组成相同、晶相占比不同的Pb_(0.9625)La_(0.025)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.70) Ti_(0.30)O_(3)陶瓷。研究了晶相组成对陶瓷压电性能、介电性能、铁电性能的影响。结果表明,高温烧结后,陶瓷中的三方晶相和四方晶相占比与配料比基本一致。当w=0.5时,1250℃烧结陶瓷中三方晶相与四方晶相含量占比分别为0.47、0.53,晶粒平均尺寸为(5.24±0.23)μm,相对密度为96.76%。陶瓷的压电应变常数d_(33)、径向机电转换系数k_(p)、厚度机电转换系数k_(t)、相对介电常数ε_(r)、剩余极化强度P_(r)和场致应变系数S(1 Hz、3.5 kV/mm)分别为1014 pC/N、0.67、0.64、10955、24μC/cm^(2)和0.21%。该方法可人为调控化学组成位于准同型相界的陶瓷的晶相占比。

主 题 词：PLMN-PT陶瓷 压电陶瓷 镧掺杂 准同型相界 压电性能 介电性能 铁电性能 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2022.10.016

馆 藏 号：203115093...