BZN添加剂对PZN陶瓷结构与介电性能的效应研究

"BZN对PZN陶瓷结构和介电性能的影响" 本文主要探讨了BZN（Ba(Zn1/3Nb2/3)O3）作为添加剂对PZN（Pb(Zn1/3Nb2/3)O3）陶瓷的结构稳定性和介电性能的影响。研究者通过固相反应法合成了不同比例的(1-x)PZN-xBZN陶瓷，x值分别为0.08, 0.10, 0.15, 0.25, 0.50，以观察BZN添加量对材料性能的变化。 首先，ZnO和Nb2O5等摩尔混合在1000℃下烧结6小时得到ZnNb2O6，接着将其与BaCO3和PbO在880℃下预合成，最后经过进一步烧结得到PZN-BZN陶瓷。实验结果显示，当BZN添加量达到25mol%时，能够成功稳定PZN陶瓷，使其形成100%的钙钛矿结构。随着BZN含量的增加，PZN-BZN陶瓷的钙钛矿相稳定性显著增强。 在介电性能方面，研究发现介电性能最初随着BZN含量的增加而提升，但随后逐渐下降。这表明BZN的加入在一定程度上改善了材料的介电特性，然而过量的BZN可能导致介电性能的恶化。同时，相变温度Tm随着BZN的添加向低温方向移动，这可能与BZN引入的新的相变机制有关。 PZN陶瓷因其在室温下的铁电三方相和在140℃附近的相变特性，拥有极高的介电常数和压电系数，因此在电子陶瓷领域具有广泛的应用潜力。然而，纯PZN陶瓷在制备过程中容易出现焦绿石相，这会显著降低其电性能。通过添加BZN等具有钙钛矿结构的化合物，可以避免焦绿石相的形成，提高陶瓷的综合性能。 前人研究中，已经尝试了BaTiO3、PbTiO3、SrTiO3等多种添加剂来稳定PZN，而BZN被认为是一种有效的稳定剂。表1列举了不同添加剂稳定PZN陶瓷的效果，显示了BZN的独特优势。 总结来说，本研究通过添加BZN成功提高了PZN陶瓷的钙钛矿相稳定性和介电性能，并揭示了BZN含量与这些性能之间的关系。这一发现对于优化PZN基陶瓷的制备工艺，提升其在电子器件中的应用价值具有重要意义。未来的研究可能需要深入探究BZN如何影响相变机制，以及如何进一步优化添加剂比例以获得最佳电性能。