Sintering Behaviour and Electronic Properties of PMN-PT-PZ Ferroelectric Ceramics

• Main Authors: Wei, Tzeng Yang, 魏正洋
• Other Authors: Lu, Hong Yang
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1994
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/93108945917001984287

碩士 === 國立中山大學 === 材料科學(工程)研究所 === 82 === PMN(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 是鈣鈦礦(perovskite)結構的弛緩型強電性材料, 具有很高的介電常數和平緩的溫度分佈曲線,也因此在較低的電場下,便能 獲得一個較高的機電耦合係數來提供能與壓電陶瓷相較的電伸縮形變 . 然而在合成 perovskite PMN的同時,無法避免的也會形成相當穩定的燒綠 石相(pyrochlore phase) . 此 pyrochlore 是導致介電常數及再現性差 的主因 . 而且PMN的居里溫度太低,無法充份利用其高介電常數的特性 . 可以藉由其他具有高居裡溫度如 PbTiO3(PT) 和 PbZrO3(PZ) 的添加來提 高其居里溫度 . 本實驗的目的及在探討 PMN添加了 PT 和 PZ (~40 mol%)後的燒結對 PMN perovskite 相生成以及對其電性的影響 .本實驗 一開始以傳統氧化物(PbO,MgO,Nb2O5,TiO2)粉末混合法合成PMN-PT,得 到95%左右的 perovskite相 . PT的添加確實有助於 perovskite 相的生 成 . 後來改以合成的PMN,PT,PZ化合物混和燒結,不論是PMN-PT,PMN-PZ, 或是PMN-PT-PZ系統都可以得到將近100%的 perovskite PMN . PMN加入PT 後,B-site陽離子傾向order排列,居里溫度隨著線性增加;電伸縮形變也會 隨之增加 . 加入PZ後居里溫度和電伸縮形變仍隨著添加量而增加 . 經過 退火處理後,B-site陽離子傾向order排列 .加入PT的電伸縮形變和介電常 數顯然要比加入PZ時為大 .當燒結密度降低或有pyrochlore(P3N2)相產生 時,將會導致介電常數和電伸縮係數的下降 .不論是PMN-PT,PMN-PZ,或 PMN-PT-PZ系統在溫度低於Tc的 ferroelectric 相區都會產生應變-電場 的蝴蝶型遲滯曲線,在溫度高於 Tc的 paraelectric 相區則是產生和電場 呈二次方關係的非遲滯曲線 .加入10 mol%左右的PT,Tc會上升至略高於室 溫,而得到最理想的非遲滯曲線 .