掺Tb^(3+)钛酸铅粉末的制备和结晶行为

摘要

采用溶胶凝胶法制备了Tb3+ 掺杂钛酸铅 (PbTiO3,PT)超细粉末 ,分别用差热分析、透射电子显微镜、X射线衍射仪对其相结构、形貌特性以及晶粒粒径等进行了分析测试。结果表明 :这种粉末在约 60 0℃热处理温度下 ,由非晶基体转变形成钙钛矿相的过程已逐步完成 ,其晶粒平均尺寸约为 18nm,比未掺Tb3+ 的PT粉末中的钙钛矿晶粒尺寸略小。形成的钙钛矿结构中 ,Tb3+ 取代Pb2 + 进入晶格位置 ,产生阳离子空位 ,诱发晶格畸变 ,使钙钛矿相的析晶能力比相同热处理条件下未掺杂Tb3+ 的PT低。另外 ,掺Tb3+ 的PT中钙钛矿相的晶轴比c/a比未掺Tb3+ 的PT中的低 ,这类似于产生了赝立方结构 ,降低了从立方相向这种四方相转化的势垒 ,有效地抑制了较高温下焦绿石相的产生 ,使掺Tb3+ 的PT中焦绿石相稳定存在的温度比未掺Tb3+ 的PT中低约 10 0℃。