Báo cáo nghiên cứu khoa học: "▪ Ảnh hưởng của nồng độ PMnN đến cấu trúc và các tính chất áp điện của hệ gốm PZT-PZN-PMnN" docx

63
TẠP CHÍ KHOA HỌC, ðại học Huế, Số 65, 2011

ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ðỘ PMnN ðẾN CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT
ÁP ðIỆN CỦA HỆ GỐM PZT-PZN-PMnN
Phan ðình Giớ, Lê ðại Vương
Trường ðại học Khoa học, ðại học Huế
TÓM TẮT
Gốm 0,65Pb(Zr
0,47
Ti
0,53
)O
3
–(0,35 - x)Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O
3
–xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
(viết tắt là
PZT–PZN–PMnN) ñã ñược chế tạo bằng phương pháp truyền thống kết hợp với phương pháp
columbit. Ảnh hưởng của nồng ñộ PMnN tới cấu trúc và các tính chất áp ñiện của vật liệu ñã

ñược nghiên cứu. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng, tạp phức PMnN ñã làm thay ñổi cấu
trúc và tính chất áp ñiện của vật liệu. Với nồng ñộ PMnN tăng, cấu trúc của vật liệu chuyển từ
pha tứ giác sang pha mặt thoi, hệ số phẩm chất cơ học tăng và ñạt giá trị cực ñại tại 0,075 mol
PMnN. Tại nồng ñộ này, tổn hao ñiện môi ñạt giá trị nhỏ nhất. Biên pha hình thái học (MPB)
của hệ gốm PZT–PZN–PMnN ñã ñược xác ñịnh tại 0.075 mol PMnN. Tại nồng ñộ này gốm có
tính chất ñiện cơ tốt nhất với k
p
= 0,47, d
31
= 128pC/N, Q
m
= 1417, tan
δ
= 0,004 và có khả
năng ứng dụng ñể chế tạo các biến tử siêu âm công suất.

1. Mở ñầu
Hơn 5 năm trở lại ñây, các nhà khoa học vật liệu trên thế giới chú trọng nghiên
cứu và ứng dụng các hệ vật liệu ña thành phần, ñặc biệt là các nhóm vật liệu kết hợp
giữa PZT và các sắt ñiện relaxo như: PZN–PZT, PZT–(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
,
Pb(Mn
1/3
Sb
2/3

)O
3
–PZT, Pb(Mg
1/3
Nb
2/3
)O
3
–PZN–PZT, (Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
–
Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O
3
– PZT, do chúng ñáp ứng các yêu cầu ứng dụng chế tạo biến tử công
suất, biến thế áp ñiện, mô tơ siêu âm… ðây là loại vật liệu có các tính chất như tổn hao
tanδ thấp; hằng số ñiện môi ε lớn; hệ số phẩm chất Q
m
lớn và hệ số liên kết ñiện cơ k
p

lớn [4, 6].
Trong các nhóm vật liệu trên, hệ vật liệu PZT-PZN và PZT-PMnN ñược nhiều

nhà khoa học trong nước và thế giới quan tâm nghiên cứu nhiều nhất [1, 2, 3, 6, 9, 10].
Hệ vật liệu PZT-PZN thường có hằng số ñiện môi lớn, tính chất áp ñiện và sắt ñiện tốt.
Tuy nhiên lại có hệ số phẩm chất Q
m
thấp, tổn hao ñiện môi tanδ lớn. Trong khi ñó, hệ
PZT-PMnN lại có hệ số phẩm chất Q
m
cao, tổn hao tanδ thấp, hằng số ñiện môi thấp,
tính chất áp ñiện và sắt ñiện không ñược tốt.
Một số các công trình nghiên cứu gần ñây ñã chứng tỏ rằng, sự kết hợp hai hệ
PZT-PZN và PZT-PMnN với nhau là một phương pháp hiệu quả nhằm tạo thành một hệ
vật liệu bốn thành phần vừa có tính chất ñiện cơ tốt (Q
m
lớn), tổn hao ñiện môi bé, tính


64
chất áp ñiện tốt (k
p
lớn), tính sắt ñiện tốt (P
r
lớn) và hằng số ñiện môi cao [4, 6].
Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu chế tạo hệ gốm áp ñiện
0.65Pb(Zr
0,47
Ti
0,53
)O
3
– (0,35 - x)Pb(Zn

1/3
Nb
2/3
)O
3
– xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
và khảo sát ảnh
hưởng của nồng ñộ PMnN ñến cấu trúc, tính chất áp ñiện của hệ gốm, ñồng thời xác
ñịnh nồng ñộ PMnN tối ưu có tính chất sắt ñiện, áp ñiện mạnh, hệ số phẩm chất Q
m
lớn
và tổn hao tanδ thấp.
2. Thực nghiệm
Gốm ñược chế tạo theo công nghệ truyền thống kết hợp với phương pháp
columbit [9] có công thức 0,65Pb(Zr
0,47
Ti
0,53
)O
3
–(0,35 - x)Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O

3
–
xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
. Trong ñó, x = 0,0; 0,05; 0,075; 0,10; 0,125, 0,15 và 0,20 mol (ký
hiệu M
0
, M
1
, M
2
, M
3
, M
4
, M
5
, M
6
).
Nguyên liệu ban ñầu là các oxit: PbO (99%), ZrO
2
(99%), TiO
2
(99%), Nb
2

O
5

(99,9% Merck), ZnO (99%) và MnO
2
(99%). Quá trình tổng hợp dung dịch rắn PZT–
PZN–PMnN bao gồm hai giai ñoạn sau:
Giai ñoạn 1: Chế tạo hợp chất Columbit ZnNb
2
O
6
và MnNb
2
O
6
. Trộn các oxit
(ZnO, Nb
2
O
5
) và (ZnO, MnO
2
) nghiền trong 8 giờ và nung ở nhiệt ñộ 1050
0
C trong 2
giờ ñể tạo thành các columbit ZnNb
2
O
6
và MnNb

2
O
6
tương ứng.
Giai ñoạn 2: Tổng hợp dung dịch rắn PZT-PZN-PMnN. Trộn hỗn hợp Columbit
ñã nghiền 6 giờ với hỗn hợp các oxit PbO, ZrO
2
, TiO
2
theo tỷ lệ ứng với mỗi mẫu. Hỗn
hợp sau khi nghiền trộn 8 giờ ñược nung sơ bộ tại nhiệt ñộ 850
0
C trong 2 giờ. Sau ñó,
nghiền 16 giờ, ép thủy lực thành những viên có ñường kính 12mm và nung thiêu kết tại
nhiệt ñộ 1150
0
C trong 2 giờ.
Sự hình thành pha của các mẫu ñược nghiên cứu bởi phương pháp nhiễu xạ tia X
(D8 ADVANCE), hình ảnh vi cấu trúc của các mẫu ñược chụp bằng kính hiển vi ñiện tử
quét (HITACHI S-4800). Các mẫu gốm ñược tạo ñiện cực bằng bạc và phân cực trong
dầu silicon tại nhiệt ñộ 130
o
C, ñiện trường 30 kV/cm trong 15 phút. Các phổ dao ñộng
cộng hưởng ñược ño từ các hệ ño tự ñộng hóa HIOKI 3532, Impedance HP 4193ª.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Cấu trúc và vi cấu trúc của gốm PZT-PZN-PMnN
Hình 1 là giản ñồ nhiễu xạ tia X của các mẫu gốm PZT-PZN-PMnN tương ứng
với các nồng ñộ PMnN khác nhau. Từ hình 1 cho thấy, pha perovskit tồn tại chủ yếu
trong các mẫu gốm. Tuy nhiên, bên cạnh ñó vẫn còn có pha thứ hai PbO với hàm lượng
khá nhỏ.

65
2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0






P h a p e r o v s k it e

P h a P b O d −
2
θ
(
® é
)
M 0
M 1
M 2
M 3
M 4
M 5
C−êng ®é (a.u)



Hình 1. Giản ñồ nhiễu xạ tia X của các mẫu gốm PZT-PZN-PMnN

Trên hình 2 là giản ñồ nhiễu xạ tia X của các mẫu gốm tại góc 2θ lân cận 45
0
.
Từ hình 1 và hình 2 cho thấy, tương ứng với nồng ñộ PMnN tăng từ 0 ñến 0,05 mol
(mẫu M
0
và M
1
) gốm có cấu trúc tứ giác ñược ñặc trưng bởi hai ñỉnh (002)
T
và (200)
T

tại góc 2θ lân cận 45
0
. Tuy nhiên, khi nồng ñộ PMnN tăng trên 0,075 mol (mẫu M
4
, M
5
),
các ñỉnh (002)
T
và (200)
T
biến mất chỉ còn lại ñỉnh ñơn (200)
R
ñặc trưng của cấu trúc
mặt thoi [4, 6].
42 44 46
2

θ (
®é)
M0
M1
M2
M3
M4
M5

C−êng ®é (a.u)


(002)
T
(200)
R
(200)
R
(200)
R
(200)
R
(200)
T
(200)
T
(200)
T
(002)
T

(002)
T

Hình 2. Giản ñồ nhiễu xạ tia X của các mẫu gốm PZT-PZN-PMnN tại lân cận góc 2
θ
= 45
0
Bên cạnh ñó kết quả cũng cho thấy rằng, ñỉnh (200)
R
của pha mặt thoi ứng với
mẫu M
2
như ñược mở rộng và có cường ñộ lớn, nguyên nhân là do sự chồng phủ của
các ñỉnh (200)
R
mặt thoi và (002)
T
, (200)
T
tứ giác. ðiều ñó chứng tỏ rằng, cả hai pha tứ
giác và mặt thoi ñồng thời tồn tại trong thành phần ứng với mẫu M
2
, có nghĩa ñây là
thành phần ứng với biên pha hình thái học của vật liệu.
Khi pha PMnN vào hệ gốm PZT-PZN, PMnN ñóng vai trò tạp phức cứng thay
thế vào vị trí B (Ti
4+
và Zr
4+
) trong cấu trúc perovskit phức. Khi nồng ñộ PMnN tăng

trên 0,075 mol, tại lân cận góc 2
θ
≈
45
0
các ñỉnh (002)
T
và (200)
T
biến mất chỉ còn lại
ñỉnh ñơn (200)
R
. Hiện tượng này chứng tỏ, rằng tạp phức PMnN ñã gây ra sự biến ñổi


66
cấu trúc của vật liệu từ pha tứ giác sang pha mặt thoi. Có thể giải thích khi pha PMnN
vào hệ PZT-PZN, các ion Mn và Nb sẽ thay thế vào vị trí B (Ti
4+
và Zr
4+
) trong cấu trúc
perovskit phức. Do không có sự phù hợp về kích thước của các ion nên ñã làm méo
mạng tinh thể, kết quả là trục c ngắn lại và trục a tăng lên (hình 3) dẫn ñến có sự dịch
chuyển từ pha tứ giác sang pha mặt thoi.
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16
4.00
4.01
4.02
4.03

4.04
4.05
4.06
4.07
4.08
4.09
4.10
4.11
H»ng sè m¹ng a, c (A
o
)
Nång ®é PMnN(% mol)
CÊu tróc tø gi¸c
CÊu tróc mÆt thoi
a
c

Hình 3. Sự phụ thuộc của hằng số mạng của hệ gốm PZT-PZN-PMnN vào nồng ñộ PMnN
3.2. Tính chất áp ñiện của hệ gốm PZT-PZN-PMnN
ðể xác ñịnh tính chất áp ñiện của vật liệu, phổ cộng hưởng của các mẫu ñã ñược
ño tại nhiệt ñộ phòng. Hình 4 và hình 5 là kết quả ño phổ cộng hưởng dao ñộng radian
và phổ cộng hưởng dao ñộng theo bề dày của các mẫu tại nhiệt ñộ phòng. Từ các phổ
dao ñộng, hệ số liên kết ñiện cơ k
p
, k
t
, hệ số áp ñiện d
31
, hệ số phẩm chất Q
m

ñã ñược
xác ñịnh. Kết quả cho ở hình 6, hình 7 và hình 8.
200 210 220 230 240 250
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
200 210 220 230 240 250
10
1
10
2
10
3
10
4

Gãc pha
θ
(®é)
Z (
Ω
)

TÇn sè (KHz
)
M0

215 220 225 230 235 240 245 250
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
TÇn sè
(
KHz
)

Z (
Ω
)
M1
Gãc pha
θ
(®é)

M0

M1



67
220 230 240 250
10
0
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
-100
-80

-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
TÇn sè (KHz
)
Z (
Ω
)
M2
Gãc pha
θ
(®é)

220 230 240 250
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5

220 230 240 250
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
M3
Gãc pha
θ
(®é)
Z (
Ω
)
TÇn sè (KHz
)


225 230 235 240 245 250
10
0
10
1
10
2

10
3
10
4
10
5
225 230 235 240 245 250
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
TÇn sè
(
KHz
)
Z (
Ω
)
M4
Gãc pha
θ
(®é)

-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
230 235 240 245 250 255
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
Gãc pha
θ
(®é)
Z (
Ω
)
TÇn sè (KHz
)

M5

Hình 4. Phổ dao ñộng radian của các mẫu gốm PZT – PZN – PMnN
1 2 3 4 5 6 7
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Z(Ω)
TÇn sè (MHz)
M0

1 2 3 4 5 6 7 8 9
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
TÇn sè (MHz)
Z(Ω)
M1

1 2 3 4 5 6 7
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
Z(
Ω)
TÇn sè (MHz)
M2

1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
2000
4000
6000
8000
10000
Z
(

Ω
)
M3

Tần số (MHz)

M3
M4

M5

M2



68
1 2 3 4 5 6 7
0
2000
4000
6000
8000
10000
Z(
Ω)
TÇn sè (MHz)
M4

1 2 3 4 5 6 7
8

-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Z
(
Ω
)
TÇn sè (MHz)
M5

Hình 5. Phổ dao ñộng theo bề dày của các mẫu gốm PZT – PZN- PMnN

Hình 6 và 7 biểu diễn sự phụ thuộc của hệ số liêt kết ñiện cơ k
p
, k
t
và hệ số áp
ñiện d
31
theo nồng ñộ PMnN. Khi nồng ñộ PMnN tăng, hệ số liêt kết ñiện cơ k
p
, k
t

và hệ
số áp ñiện d
31
ñều giảm. ðây là một trong những ñặc tính của vật liệu khi pha tạp cứng
[11]. ðiều ñó chứng tỏ rằng, tạp phức PMnN ñã làm tăng tính cứng của hệ vật liệu PZT-
PZN.
0
5
10
15
20
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
HÖ sè liªn kÕt ®iÖn c¬ k
t
, k
p
k
t
k
p

Nồng ñộ PMnN (%mol)

Hình 6. Sự phụ thuộc của hệ số liên kết
ñiện cơ k
p
và k
t
theo nồng ñộ PMnN
0
5
10
15
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
HÖ sè ¸p ®iÖn d
31
(
pC/N
)

Nồng ñộ PMnN (%mol)

Hình 7. Sự phụ thuộc của hằng số áp ñiện d
31

theo nồng ñộ PMnN
Hình 8 là sự phụ thuộc của hệ số phẩm chất cơ Q
m
và tổn hao ñiện môi tan
δ
theo
nồng ñộ PMnN. Kết quả khảo sát cho thấy, nồng ñộ PMnN ñã cải thiện tính chất cơ và
làm giảm tổn hao ñiện môi của vật liệu. Tương ứng với nồng ñộ PMnN tăng, Q
m
tăng
dần và ñạt giá trị cực ñại 1417 ứng với nồng ñộ PMnN là 7,5% mol. Sau ñó, giảm khi
nồng ñộ PMnN tăng. Tổn hao ñiện môi tan
δ
giảm mạnh ứng với nồng ñộ PMnN tăng và
ñạt giá trị cực tiểu 0,004 ứng với nồng ñộ PMnN là 7,5% mol. Sau ñó, tan
δ
tăng khi
nồng ñộ PMnN tăng. Theo kết quả phân tích cấu trúc ở trên, thành phần có nồng ñộ
7,5% mol PMnN là thành phần ứng với biên pha hình thái học, chính do hiệu ứng biên
pha hình thái học ñã cải thiện tính chất cơ ñiện của vật liệu. Khi nồng ñộ PMnN lớn hơn
7,5% mol, hiệu ứng biên pha hình thái học không còn mạnh, do ñó hệ số phẩm chất Q
m

giảm, tổn hao tan
δ
tăng [4].

69

Hình 8. Sự phụ thuộc của hệ số phẩm chất Q
m
và tổn hao ñiện môi theo nồng ñộ PMnN

Khi ñưa PMnN vào hệ PZT-PZN, các ion Mn sẽ thay thế vào vị trí B (Ti
4+
và
Zr
4+
) trong cấu trúc perovskit. ðể bù trừ ñiện tích, trong mạng tinh thể sẽ có sự tạo ra
các vacancy oxy. Các vacancy oxy này sẽ gây nên biến dạng ñịnh xứ mạng tinh thể và
ngăn cản sự chuyển ñộng của các vách ñômen. Bên cạnh ñó, tạp cứng còn làm gia tăng
ñiện tích không gian bên trong các hạt gốm tạo nên ñiện trường nội cũng góp phần ngăn
cản sự dịch chuyển của các vách ñômen làm giảm tính áp ñiện, gia tăng hệ số phẩm chất
cơ Q
m
và làm giảm tổn hao ñiện môi tan
δ
[4, 8].
4. Kết luận
Ảnh hưởng của PMnN lên cấu trúc và tính chất áp ñiện của hệ gốm
0,65Pb(Zr
0,47
Ti
0,53
)O
3

–(0,35 - x)Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O
3
–xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
ñã ñược nghiên
cứu. Các kết quả ñạt ñược như sau:
- Gốm chế tạo có pha peroskit là chủ yếu, bên cạnh vẫn còn tồn tại pha PbO với
hàm lượng khá nhỏ. Tạp PMnN ñã làm thay ñổi cấu trúc của vật liệu từ pha tứ giác sang
pha mặt thoi. ðã xác ñịnh ñược biên pha hình thái học của hệ gốm ứng với nồng ñộ
PMnN là 0,075mol
- Hệ số liên kết ñiện cơ k
p,
k
t
và hệ số áp ñiện d
31
giảm ứng với nồng ñộ PMnN
tăng. Tạp PMnN là tạp phức cứng.
- Xác ñịnh ñược nồng ñộ PMnN tối ưu là 0,075 mol (mẫu M
2
). Tại nồng ñộ này,
hệ số phẩm chất cơ Q

m
có giá trị cực ñại (Q
m
= 1417), tổn hao ñiện môi cực tiểu (tan
δ
=
0,004), các thông số áp ñiện: d
31
= 128 pC/N, k
p
= 0,48, k
t
= 0,37. Vật liệu có thành
phần ứng với nồng ñộ 0,075 mol PMnN có thể ứng dụng ñể chế tạo các biến tử siêu âm
công suất và các biến thế áp ñiện.
0 5 10 15 20
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
0.020
0
200
400

600
800
1000
1200
1400
1600
Nång ®é PMnN
(%mol)
Tæn
h
ao ®iÖn m«i tan
δ
HÖ sè phÈm chÊt Q
m


70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Chang L.M., Hou Y.D, Zhu M.K., and Yan H, Effect of sintering temperature on the
phase transition and dielectrical response in the relaxor-ferroelectric-system 0,5PZN–
0,5PZT, Journal of applied physics 101, (2007).
[2]. Cheng-Che Tsai a, Sheng-Yuan Chub, Chih-Kuo Liang, Low-temperature sintered
PMnN-PZT based ceramics using the B-site oxide precursor method for therapeutic
transducers, Journal of Alloys and Compounds, (2009), 1-7.
[3]. Feng Gao, Li-hong Cheng, Rong-zi Hong, Jiaji Liu, Chun-juan Wang and Changsheng
Tian, Crystal structure and piezoelectric properties of xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O

3
–
(0,2 − x)Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O
3
– 0,8Pb(Zr
0,52
Ti
0,48
)O
3
ceramic, Ceramics International 35,
(2009), 1719–1723.
[4]. Phan ðình Giớ và Hoàng Thị Minh Tâm, Ảnh hưởng của tạp La ñến cấu trúc và các
tính chất áp ñiện của hệ gốm PZN-PZT, Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học vật liệu
toàn quốc lần thứ 6 (SPMS-2009), ðà Nẵng 8-10/11/2009.
[5]. Phan Dinh Gio, Vo Duy Dan, Some dielectric, feroelectric, piezoelectric of 0,35PZN-
0,65PZT ceramic, Journal of Alloys and Compounds, (2006).
[6]. Grinberg I., Shin Young-Han, and Rappe A.M., Molecular Dynamics Study of
Dielectric Response in a Relaxor Ferroelectric. PRL 103, (2009).
[7]. Houa Y. D., Zhua M. K., Tian C. S., Yan H. Structure and electrical properties of
PMZN–PZT quaternary ceramics for piezoelectric transformers, Sensors and Actuators
A 116, (2004), 455-460.
[8]. Huiquiing Fan and Hyoun-Ee Kim, Effect of Lead content on the structure and
electrical properties of Pb((Zn
1/3
Nb

2/3
)
0,5
(Zr
0,47
Nb
0,53
)
0,5
)O
3
ceramics, Journal.J. Am.
Ceram. Soc. 84 (3), (2001), 636-638.
[9]. Muanghlua R., Niemchareon S., Vittayakorn W. C. and Vittayakorn N., Effects of Zr/Ti
Ratio on the Structure and Ferroelectric Properties in PZT-PZN-PMN Ceramics Near
the Morphotropic Phase Boundary, Advanced Materials Research, Vols. 55-57, (2008),
125-128.
[10]. Vittayakorn N. and Bongkarn T., Phase Formation and Crystal Structure of 0,9PZT-
0,1PZN Powders Prepared by Columbite Precursor, NU Science Journal, 2(2), (2006),
157-164.
[11]. Yuhuan XU, Ferroelctric Materials and Their Applications, North-Holland,
Amsterdam-London-Newyork-Tokyo, 1991.



71
EFFECT OF PMnN CONTENT ON THE STRUCTURE AND PIEZOELECTRIC
PROPERTIES OF PZT-PZN-PMnN CERAMICS
Phan Dinh Gio, Le Dai Vuong
College of Sciences, Hue University

SUMMARY
The 0,65Pb(Zr
0,47
Ti
0,53
)O
3
–(0,35- x)Pb(Zn
1/3
Nb
2/3
)O
3
– xPb(Mn
1/3
Nb
2/3
)O
3
(PZT–PZN–
PMnN) ceramics was prepared

using the columbite precursor method and the conventional
method. The effect of PMnN content on the crystal structure and piezoelectric properties was
investigated. Experimental results indicated that PMnN complex doping changed the structure
and piezoelectric properties of the specimens. With content of PMnN increased, the crystal
structure changes from tetragonal to rhombohedral, the mechanical quality factor (Q
m
)
increases and reaches its highest value at 0,075mol PMnN, while dielectric loss tan

δ
has
minimum value at this content. The morphotropic phase boundary (MPB) of PZT–PZN–PMnN
ceramics occurs at the content of 0,075mol PMnN. The ceramic with composition 0,65PZT-
0,275PZN-0,075PMnN has the optimal electromechanical properties, k
p
= 0,47, d
31
= 128pC/N,
Q
m
= 1417, tan
δ
= 0,004, which makes it a promising material for high power piezoelectric
devices.