Mn掺杂对PLZT陶瓷制备及性能的影响
2012-08-16黄志永
何 聚 ,黄志永 ,宿 杰
(1.黄山学院 信息工程学院,安徽 黄山 245041;2.南京大学 物理学院,江苏 南京 210093)
锆钛酸铅镧[(Pb,La)(Zr,Ti)O3,简称PLZT]陶瓷因具有优异的电光性能和在工业技术中的广泛应用,一直备受研究者的关注[1].它为典型的ABO3型钙钛矿型结构,一些特定组分的PLZT存在铁电顺电相变的弛豫特征[2],主要应用于动态及挥发存储器、光开关、传感器、驱动器等领域[3-4].PLZT是由La3+掺杂PZT得到的,其中La3+进入Pb位进行替代,可使PLZT中的A位和B位产生缺陷来保持电中性,而这些缺陷对PLZT的性能起了决定作用.因此掺杂成为改变PLZT性能的重要手段[5].近年来,有许多关于Mn离子对PZT和PLZT掺杂的报道,Mn为过渡金属,存在多价态,可变因素很多,产生很多有趣的现象.报道称,Mn离子可以增加PZT的机电耦合系数和机械品质因数,但同时会减少四方相.而Mn离子进入PLZT晶格中,一方面会因为畴壁钉扎效应减小内电场而使室温介电常数增大,但另一方面会出现氧空位[6].这些都为进一步改性提供了重要信息,但机理还不很清楚,需要进一步研究.
在所有的铁电陶瓷制备方法中,水热法是唯一能在PLZT的居里温度以下就可以合成PLZT纳米晶粉的方法,具有合成温度低、纯度高、粉粒均匀等优点[7].所以本工作中采用了水热法制备 Pb0.985La0.015[(Zr1-zMnz)0.538Ti0.462]0.99625O3(z=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)(PLZMT)陶瓷,并通过微结构分析和电学性能测试研究Mn离子掺杂对PLZT陶瓷微结构和性能的影响.
1 实验部分
1.1 制备方法
采用水热法制备 Pb0.985La0.015[(Zr1-zMnz)0.538Ti0.462]0.99625O3(z=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)铁电陶瓷样品.首先把 Pb(CH3COO)2、La(NO3)3·6H2O、ZrO(NO3)2·H2O、C4H6MnO4·4H2O 几种原料按化学计量比配成水溶液,同时把Ti(OC4H9)4配制成乙醇溶液……
