Sm2O3掺杂PMN-PZT陶瓷的电学性能及机理分析
张军1
李向东2
任奕菲1
1.东莞东阳光研究院 医疗器械研究所,广东 东莞5238672.东莞东阳光研究院 医疗器械研究所,广东 东莞523867;华中科技大学 材料科学与工程学院,武汉430074
摘要：采用固相法制备0.21 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.79Pb(Zr0.48Ti0.52)O3+x％Sm2O3压电陶瓷,其中x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、激光拉曼光谱仪、测试陶瓷的压电常数(d33)、相对介电常数(εr)及介质损耗(tanδ),研究Sm2 O3掺杂对PMN-PZT陶瓷的物相组成、微观形貌、介电压电性能的影响,结合EDS和拉曼光谱对影响机理进行分析.结果表明,掺杂Sm2 O3能调控PMN-PZT陶瓷的晶型,细化晶粒,适当降低烧结温度,还可以构筑极性纳米微区(PNRs)和无序局域结构,促使介电、压电性能提升.其机理主要是Sm3+取代Pb2+而产生铅空位,形成内部钉扎效应,晶粒细化导致畴壁密度增加,使得压电效应增强;极性纳米微区(PNRs)和无序局域结构的产生,改善材料的弛豫特性,提高介电性能.此外,可以结合EDS能谱和拉曼光谱表征极性纳米微区及局域结构,为介电、压电材料的设计和表征提供一种新的参考.
关键词：压电陶瓷固相烧结晶型调控极性纳米微区介电性能压电性能
分类号：TM282(电工材料)TQ174.1(硅酸盐工业)O469(凝聚态物理学)
资助基金：广东省基础与应用基础研究基金联合基金项目(181003)
论文发表日期：2022-06-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 135-141,225 )
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