摘要：高性能压电陶瓷在现代机电系统中具有不可替代的重要作用，Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3 （PIN-PZN-PZ-PT）这类多组分材料因其在准同型相界（MPB）处所呈现出的独特性能而备受关注。本工作通过精细调控PbTiO3 （PT）的含量，设计并优化PIN-PZN-PZ-PT陶瓷的MPB组分，以实现压电性能与热稳定性的双重提升。采用传统固相反应法制备陶瓷，依据线性组合规则预测各组分对MPB位置的贡献，通过X射线衍射（XRD）对晶相结构进行验证，并开展全面的电学性能测试，主要测定压电常数(d33)和居里温度(TC)。实验结果表明，MPB位置明显受PT含量的影响：随着PT比例的增加，陶瓷中三方相逐步减少，而四方相逐渐占据主导地位，导致晶相平衡发生明显转变。具体而言，不同体系中最优MPB组分范围分别为：（1-x）(0.3PIN-0.6PZN-0.1PZ)-xPT中x=0.245～0.265；（1-x）(0.3PIN-0.5PZN-0.2PZ)-xPT中x=0.290～0.330；以及（1-x）(0.3PIN-0.4PZN-0.3PZ)-xPT中x=0.305～0.345。其中，0.735（0.3PIN-0.6PZN-0.1PZ）-0.265PT样品表现最佳，其d33达到425 pC/N，TC高达253 ℃。这些结果表明，通过精确调控PT含量，可以有效控制MPB处的晶相平衡，从而显著提升压电性能。综上所述，本研究成功确定了PIN-PZN-PZ-PT陶瓷的最优MPB组分，充分展示了其在高性能压电应用中的巨大潜力，并为后续工艺改进和材料长期稳定性研究提供了坚实基础。
文章目录
1 实验方法和组分设计
1.1 实验方法
1.2 MPB线性组合规则设计PIN-PZN-PZ-PT组分
2 结果与讨论
2.1 显微组织结构
2.2电学性能
3 结论
补充材料
