锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷是一类应用非常广泛的功能材料,可应用于水声换能器、压电马达、医疗超声换能器以及声表面波滤波器等.通过改性提高PZT基压电陶瓷的压电性能一直是该领域的研究热点.本工作采用传统固相反应法制备了准同型相界(Morphotropic Phase Boundary,MPB)组分的Sm-0.25PMN-0.75PZT压电陶瓷,并对其微观结构以及宏观性能进行了系统研究.研究结果表明:引入Sm3+可以增强压电陶瓷的局域结构异质性,提升介电响应从而提高压电性能.当Sm3+引入过多时,铁电极化的长程连续性被大面积打断,压电性能下降.本实验中得到的最优组分压电陶瓷性能为:高压电系数d33～824 pC/N,高压电电压常数g33～27.1×10-3 m2/C和相对较高居里温度TC～178℃,电致应变在室温至150℃范围内低于5％,有较好的温度稳定性,是极具应用前景的高性能压电材料.
PZT 局域结构异质性 准同型相界(MPB) 高压电系数