摻雜對鎢青銅型鈮酸鹽的影響(2/2)

TB 型鈮酸鹽晶體結構內部存在著 5 種類型的結構位置, 這給其引入其他離子進行摻雜改性提供了極為有利的條件。常見的摻雜離子有: 一價陽離子 Cu²⁺，二價陽離子 Mg²⁺、Ca²⁺及Cu²⁺等，三價陽離子子 Cr³⁺ 、Fe³⁺ 等, 四價陽離子 Zr⁴⁺ 、Ti⁴⁺ 等, 五價陽離子 Ta⁵⁺ 、V⁵⁺ 及六價陽離子 W⁶⁺ 等。

進入晶體中的摻雜離子, 往往對晶體產生以下影響: ( a) 晶格常數的變化。( b) 晶體對稱性的畸變。( c) 影響晶體的相變。使用X 射線衍射技術研究了摻Cr 對 SBN 晶體結構的影響。所有測試均是在 D/ MAX-2Y 旋轉陽極 X 射線衍射儀上進行的。關於摻鉻 T B 型鈮酸鹽晶體中 Cr³⁺ 的占位, Neurgaonkar R R 推測 Cr³⁺ 有可能佔據晶體結構中 9 配位體的 C 位置和 6 配位體的 Nb⁵⁺ 的位置。在 Sr₃Ba₂Nb₁₀O₃₀( SBN∶60) 晶體中,保持 Ba 的比例不變, 通過調整 Nb 及 Sr 的比例, 進行大比例的摻鉻研究, 結果證明 Cr³⁺ 通常進入 6 配位體Nb⁵⁺ 的位置。摻鉻 SNB∶60 晶體的晶格常數見表3。表 3 中資料顯示, 隨著Cr³⁺ 在SBN 晶體中摻入SBN 的晶格常數逐漸減小, 且減小的幅度隨Cr³⁺ 摻入量增加而慢慢減小。這是由於晶體 Cr³⁺ 取代Nb⁵⁺ 以及Sr²⁺ 的量逐漸增多所致。Cr³⁺ 與Nb⁵⁺ 構成異價類質同象代換, Cr³⁺+ Sr²⁺ →Nb⁵⁺ 。當Cr³⁺ 取代 1/ 10 的Nb⁵⁺ 時,Cr³⁺-SBN 晶體結構中, 十五配位體的A1 位置, 十二配位體的A 2 位置均被充滿, 晶體為A 位元充滿型晶體。上述 Cr³⁺-SBN 的晶體通式可以表示為:Sr_{3+ x}Ba₂Cr_xNb₁₀- xO₃₀( 0≤x ≤1) 。

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