Abstract
本論文分別從靜電能、彈性能的觀點, 研究取代離子的電荷價位, 離子半徑對PMN 複合鈣鈦礦陶瓷晶體結構和擴散性相變化行為的影響。此外對於PMN-LMN-PT三元系統轉換相界(MPB) 的分佈亦有深入的探討。添加鑭對PMN 陶瓷的序化行為有很大的幫助, 藉著鑭元素的添加可以促使試片內部形成A(B'1╱2B"1╱2)03 型式之部份序化結構。鑭的添加量愈多, 序化行為愈明顯, 5at%的鑭添加試片內的序化度可提升到0.56;[LA]＞15at.% 序化度已接近序化極限Smx,而當[La]＝50at.%幾乎達到完美的離子序化。并且從幾種不同A 位置取代離子添加對PMN 陶瓷序化行為影響之比較中得知添加離子的電荷效應是造成離子序化的主要因素。從PMN 到LMN 一系列成份變化的實驗中, 我們發現兩者可以形成完全固溶體, 即(Pb1-xLax)(Mg(1+x)/3Nb(2-x)/3)03。晶體結構的變化是隨著La含量的增加從x=0:非序化立方晶鈣鈦礦S.G.=Pa3, 到x=1 之菱形晶鈣鈦礦S.G.=R3。 并且在晶體結構演變過程中晶格常數亦由4.048 埃線性下降到3.964 埃。而對於La含量大於50at.%之試片Mg2+、Mb5+離子間的序化程度皆接近其序化極限。在PMN-LMN-PT三元系統中室溫下主要是由立方晶、正方晶和菱形晶等三種鈣鈦礦結晶相所組成。此外立方晶區域還可區分為非序化結構、A(B'1/2B"1/2)03 型序化結構及複合立方晶結構等三種不同結構。此三元系統中藉著La3+離子的介入可以促使序化結構生成, 但卻由於Ti4+離子的添加而使其受到抑制, 相關之轉換相界分佈情形亦因此被決定出。在三系統中適當調整La3+和Ti4+離子的含量可以改變居禮溫度至任意溫度, 前者是使得TC下降, 后者是使之上升, 但對於相同居禮溫度之試片而言成份組成不同相變化行為亦有差異。試片之擴散性相變化行為與材料的成份組成有密切的關連, La含量增加擴散參數也隨之提高。相反地, Ti添加卻使得擴散參數下降。分別從離子大小、電荷價位的觀點考慮, 我們認為晶格應變是影響擴散性相變化行為的主要因素。此外在三元系統中序化立方晶與複合立方晶間發現介電溫度係數由負值轉變為正值之現象, 根據推論晶格對稱性的轉換可能將原來的順電性轉變為反鐵電性, 結果致使介電溫度係數符號的改變。