锰掺杂对硬性PZT材料压电性能的影响

研究了锰掺杂对ＰＺＴ材料微结构及压电性能的影响，并用ＥＳＲ确定了锰在ＰＺＴ材料中的价态．结果表明，锰在ＰＺＴ材料中主要以 Ｍｎ２＋和 Ｍｎ３＋的方式共存．锰在ＰＺＴ陶瓷材料中的“溶解度”约为１．５ｍｏｌ％．锰含量＜０．５ｍｏｌ％时，Ｍｎ将以Ｍｎ２＋和Ｍｎ３＋的方式优先进入晶格 Ｐｂ位，使材料的压电性能提高，表现出施主杂质特性；锰浓度处于 ０．５～１．５ ｍｏｌ％时，部分Ｍｎ将以Ｍｎ３＋或Ｍｎ２＋的方式进入晶格中（Ｚｒ；Ｔｉ）位，而此浓度范围内锰掺杂的ＰＺＴ材料同时表现出“软性”和“硬性”材料的压电特性．锰含量＞１．５ｍｏｌ％时，过量的Ｍｎ将在晶界积聚，使压电活性降低．少量Ｆｅ的存在，可使Ｍｎ离子的溶解度降低，并起到抑制Ｍｎ２＋和 Ｍｎ３＋氧化的作用