PT含量对(1-x)PMN-xPT弛豫铁电陶瓷结构和性能的影响文献综述
2020-05-10 02:43:17
文 献 综 述 1.1 序言 弛豫铁电陶瓷是一类重要的功能陶瓷材料,其中铅基钙钛矿型弛豫铁电陶瓷以铌镁酸铅(PMN)和铌锌酸铅(PZN)基材料为代表。
二十世纪五十年代末,前苏联科学家首次成功合成铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN),之后几十年的大量研究使人们更深入、全面的了解铌镁酸铅的独特性能,如具有很大的介电常数,相对低的烧结温度,较低的电容温度变化率,大的电致伸缩率和电滞应变滞后小等特性,使其成为制备多层陶瓷电容器、微位移器、制动器的理想材料[1,2]。
片式多层陶瓷电容器(MLCC)不但广泛应用于广播电视、通信、家用电器等民用电子设备产品中,还在航空航天电子设备、军用移动通讯设备、武器弹头控制等军用电子设备有广泛的用途[3,4]。
除此之外,弛豫型铁电体在自适应光学、精密机械加工、自动控制、机器人、半导体集成、生物医学工程以及显微分析技术等方面有很大的应用空间[2,5]。
(1-x)Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PZN-PT)和(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)弛豫铁电单晶的出现,被称作是铁电领域50年来最激动人心的突破[7],PZN-PT、PMN-PT单晶具有优越的电学性能。
虽然单晶的性能非常优越,但制条件苛刻、成本昂贵,工业普及受到限制。
与铁电单晶相比,铁电陶瓷更易应用于工业的规模化生产,产业价值更高。
1.2 弛豫铁电材料的研究进展 钙钛矿结构的化合物及复合钙钛矿结构固溶体是弛豫铁电体中被最为广泛研究的两类。
复合钙钛矿结构固溶体的典型结构为A(B1,B2)O3,即表现为在等同的晶格位置上存在一种以上的离子,如PMN具有ABO3型的钙钛矿结构,A位离子为Pb2 ,配位数为12,B位离子为Mg2 和Nb5 ,配位数为6,它们在B位随机无序分布,整个晶体可以看成由氧八面体共顶点连接而成,空间群为Pm3m,a=4#197;[7,8]。
在微观结构上,弛豫铁电体表现为长程、中程与短程等不同结构层次的结构组元,它们之间所具有的强或弱的相互作用,使其具有不同于普通铁电体的优越性能。