锰掺杂对硬性 PZT材料压电性能的影响
来源期刊：无机材料学报2000年第2期
论文作者：李承恩 贺连星
关键词：锰掺杂; PZT; 压电性能; manganese doping; PZT; piezoelectric properties;
摘 要：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>1.5 mol%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.
李承恩1，贺连星1
(1.中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050)
摘要: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>1.5 mol%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.
关键词:锰掺杂; PZT; 压电性能; manganese doping; PZT; piezoelectric properties;
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