Sm2O3掺杂PMN-PZT陶瓷的电学性能及机理分析

作者：张军; 李向东; 任奕菲

来源：湖北民族大学学报(自然科学版), 2022, 40(02): 135-225.

DOI：10.13501/j.cnki.42-1908/n.2022.06.003

• 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

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(tan δ),研究Sm2O3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Sm2O3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.

• 出版日期2022
• 单位华中科技大学