PMN材料合成與添加PT、PFN、PZN對電性影響之研究

• Main Authors: YE,MING-HUA, 葉明華
• Other Authors: LIU,GUO-XIONG
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1990
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/87784410530794119638

碩士 === 國立清華大學 === 材料科學工程研究所 === 78 === Pb(Mg Nb )O ( 簡稱PMN)材料是一種具松馳式(Relaxor) 的鐵電性(ferroelectric ) 材料, 具鈣鈦礦(perovskite)ABO 結構。PMN 擁有優異的介電性質與電應變(elect -rostriction) 特性, 然而在傳統粉末混合法制備PNM 時, 會有pyrochlore中間相的 生成, 會大大的影響其微結構與電性。此外, 純PMN 居禮溫度低於室溫(—10℃), 在 室溫不見電應變特性。 因此本實驗采用swartz所推展的columbite 法來合成PMN,同時添加PT、PFN、PZN三系 統, 改變添加量。即將位於B-site位置的原子氧化物, 先行混合、 燒, 再加入氧化 鋁粉末球磨、 燒、造粒、壓片、燒結而完成試片的制作, 以X 光繞射儀鑑定各組成 試片的晶體結構, 使用掃描式電子顯微鏡觀察微觀結構, 并測量電性。據此研究不同 的系統與組成對結構、金相與電性的影響。 1000℃ 燒4 小時B-site原子, 再加入氧化鉛於850℃ 燒4 小時及1250℃燒結1 小 時的條件下, 可得高密度試片和均勻顯微結構。以X 光繞射儀鑑別結晶相發現在A 系 (PMN-xPT-2.5%M)、x≦0.4,B 系(PMN-yPFN-2.5%M)、y≦0.3,C系(PMN-zPZN-2.5%M)、 z≦0.4, 均能獲得純鈣鈦礦結構。 由電性對化學組成之變化觀察, 各系統最佳組成與介電常數值為A 系:x=0.12、K=255 00,B系:y=0.2、K=15000,C 系:z=0.4、K=22000。 同時由電性隨組成變化圖發現各系 統在低添加量時有兩個轉換溫度, 而在較高的添加量則僅有一個相轉換溫度。各系統 隨添加量增加, 轉換溫度往高溫移動, 與槓杆律(lever rule)所預期相符合, 在低添 加量的兩個轉換溫度之中, 較高溫的轉換溫度不隨組成變化而改變。 隨著燒結溫度的增加與燒結時間增長, 相對密度增加, 極化率增加, 顯示燒結緻密的 逐漸完成。各系統隨添加量增加, 極化率增加, 增加速度, A 系＞B 系＞C 系。