掺杂对钨青铜型铌酸盐的影响(2/2)

TB 型铌酸盐晶体结构内部存在着 5 种类型的结构位置, 这给其引入其它离子进行掺杂改性提供了极为有利的条件。常见的掺杂离子有: 一价阳离子 Cu²⁺，二价阳离子 Mg²⁺、Ca²⁺及Cu²⁺等，三价阳离子子 Cr³⁺ 、Fe³⁺ 等, 四价阳离子 Zr⁴⁺ 、Ti⁴⁺ 等, 五价阳离子 Ta⁵⁺ 、V⁵⁺ 及六价阳离子 W⁶⁺ 等。

进入晶体中的掺杂离子, 往往对晶体产生以下影响: ( a) 晶格常数的变化。( b) 晶体对称性的畸变。( c) 影响晶体的相变。使用X 射线衍射技术研究了掺Cr 对 SBN 晶体结构的影响。所有测试均是在 D/ MAX-2Y 旋转阳极 X 射线衍射仪上进行的。关于掺铬 T B 型铌酸盐晶体中 Cr³⁺ 的占位, Neurgaonkar R R 推测 Cr³⁺ 有可能占据晶体结构中 9 配位体的 C 位置和 6 配位体的 Nb⁵⁺ 的位置。在 Sr₃Ba₂Nb₁₀O₃₀( SBN∶60) 晶体中,保持 Ba 的比例不变, 通过调整 Nb 及 Sr 的比例, 进行大比例的掺铬研究, 结果证明 Cr³⁺ 通常进入 6 配位体Nb⁵⁺ 的位置。掺铬 SNB∶60 晶体的晶格常数见表3。表 3 中数据显示, 随着Cr³⁺ 在SBN 晶体中掺入SBN 的晶格常数逐渐减小, 且减小的幅度随Cr³⁺ 掺入量增加而慢慢减小。这是由于晶体 Cr³⁺ 取代Nb⁵⁺ 以及Sr²⁺ 的量逐渐增多所致。Cr³⁺ 与Nb⁵⁺ 构成异价类质同象代换, Cr³⁺+ Sr²⁺ →Nb⁵⁺ 。当Cr³⁺ 取代 1/ 10 的Nb⁵⁺ 时,Cr³⁺-SBN 晶体结构中, 十五配位体的A1 位置, 十二配位体的A 2 位置均被充满, 晶体为A 位充满型晶体。上述 Cr³⁺-SBN 的晶体通式可以表示为:Sr_{3+ x}Ba₂Cr_xNb₁₀- xO₃₀( 0≤x ≤1) 。

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