碳酸锂掺杂对PFN-PNN-PZT陶瓷微结构和电学性能的影响

摘要：

采用传统固相烧结法制备了(1-x)Pb[(Fe1/2 Nb1/2)0.1(Ni1/3Nb2/3)0.45 (Zr0.3 Ti0.7)0.45]O3-xLi2 CO3 (PFN-PNN-PZT-xLi,x=0、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％)压电陶瓷,研究了不同Li2 CO3含量(x)对陶瓷微观形貌、相结构、介电、压电和铁电性能的影响.X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明:制备的陶瓷样品均为单一钙钛矿结构,未探测到其他杂相;随着Li2 CO3含量的增加,陶瓷的晶体结构从三方相向四方相转变.电学性能测试表明:Li2 CO3掺杂几乎不影响PFN-PNN-PZT陶瓷的特征Curie温度,但能显著提高介电温度系数γ;随着Li2CO3掺杂量的增加,陶瓷压电常数d33和机电耦合系数kp降低,而相应的机械品质因数Qm和矫顽场Ec增大,说明Li2CO3表现为“硬性”掺杂特点;当x=1.5％时,1 2O0℃烧结2h的陶瓷具有相对较好的电学性能:d33=820 pC/N,kp=0.63,相对介电常数εr=6 628,tan δ=0.028,介电温度系数γ=17％,Qm=52.6,Ec=4.48 kV/cm.

关键词：压电陶瓷、碳酸锂掺杂、电学性能、温度稳定性

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分类号：TB321(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金90923029,51172108;国家自然科学基金中美合作与交流项目51161120326;江苏省自然科学基金BK2009020;江苏省普通高校研究生科研创新计划CXZZ11-0194;南京航空航天大学博士学位论文创新与创优基金BCXJ11-02;江苏高校优势学科建设工程资助项目

在线出版日期：2014-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：203-209