【摘 要】
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Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3体系的低相转变温度Trt（60-90℃）和较低的居里温度Tc（130-170℃）限制了其应用[1-3]。研究发现Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（PIN-PMN-PT）三元
【机 构】
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哈尔滨工业大学; 哈尔滨工业大学凝聚态科学与技术研究所; 宾夕法尼亚大学材料研究所;
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Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3体系的低相转变温度Trt（60-90℃）和较低的居里温度Tc（130-170℃）限制了其应用[1-3]。研究发现Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（PIN-PMN-PT）三元系晶体具有较高的Trt和TC,同时展现出优越的压电、机电性能[4]。通常,该陶瓷的烧结温度高达1250℃[5-6],研究PIN-PMN-PT陶瓷的低温烧结显得极为必要。本文系统研究了CuO掺杂PIN-PMN-PT陶瓷的低温烧结、相结构、微观形貌及介电、压电、铁电性能和温度稳定性。采用两步固相反应法制备了0.26PIN-0.40PMN-0.34PT-xwt%CuO多晶陶瓷。由于液相烧结机制的存在,当x=0.75时,陶瓷的烧结温度可降低到950℃。同时,陶瓷样品表现良好的室温介电、压电、铁电性能:相对介电常数εr=2861,介电损耗tgδ=0.73%,压电系数d33=445pC/N,剩余极化强度Pr=30.5μC/cm2,矫顽场EC=9.9 kV/cm,机电耦合系数kp=0.58。此外,CuO掺杂引入的晶格畸变及钉扎效应使得PIN-PMN-PT陶瓷的相转变温度Trt和居里温度Tc得到了提高;当x≥0.75时,介电温谱中对应铁电相转变的介电峰消失。低烧结温度、高电学性能和良好的温度稳定性使得CuO掺杂的PIN-PMN-PT体系在廉价、高效、宽温区的多层结构器件中应用中展现了良好前景。
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