黄 建， 张学伍，蒋春燕，曾 涛, 庄绪宁

(1.上海第二工业大学环境与材料工程学院，上海 201209；2.上海材料研究所，上海市工程材料应用与评价重点实验室，上海 200437)

0 引 言

钛酸铅(PbTiO3，PT)陶瓷是一种典型的ABO3型钙钛矿结构压电陶瓷，具有居里温度高、介电常数低、压电各向异性强等优点，在高温、高频压电器件领域具有重要的应用价值[1-2]。目前，市场上广泛应用的锆钛酸铅基陶瓷的居里温度一般低于350 ℃，难以在200 ℃以上的高温环境中使用[3];而钛酸铅陶瓷的居里温度为490 ℃，可以在200 ℃以上的高温环境下使用，这使得钛酸铅压电陶瓷在高温压电器件领域受到广泛关注。但是纯钛酸铅压电陶瓷烧结困难、矫顽电场大，在压电器件领域的应用受限。通过元素掺杂和组元添加的方式[4-5]对钛酸铅压电陶瓷进行改性，可以改善陶瓷的烧结性能和压电性能，改性后的压电陶瓷广泛应用于声表面波器件、压电变压器[6]、高频滤波器[7]和换能器等方面[8]。

掺杂Ca2+、Ba2+、Sr2+、La3+、Sm3+、Y3+、Ce3+等离子时，这些离子可以等价取代或高价取代钛酸铅中A位的Pb2+[9-15]，使钛酸铅晶格结构轴向比(c/a)减小，有利于陶瓷的烧结和强度的提高。掺杂Mn4+、Sb3+、Co3+[7]等离子时，这些离子会取代钛酸铅中B位的Ti4+ [16]，使钛酸铅发生晶格畸变，有利于降低介电损耗，提高强度。掺杂Mn4+不仅可以提高陶瓷的机械品质因数，还能改善烧结性能，但掺杂量过大时会降低陶瓷的居里温度。根据文献[17]，Mn4+的掺杂量(物质的量分数，下同)宜取0.01。La3+掺杂可以改善陶瓷的烧结、压电和电学性能，但目前此方向的研究报道并不多。……