Influence of microstructure on symmetry determination of piezoceramics

Hinterstein, M.; Mgbemere, H.E.; Hoelzel, M.; Rheinheimer, W.; Adabifiroozjaei, E.; Koshy, P.; Sorrell, C.C.; Hoffman, M.

doi:10.1107/S1600576718003916

微结构对压电陶瓷对称性测定的影响

M.Hinterstein先生，H.E.Mgbemere先生，M.Hoelzel先生，W.莱茵海默，E.Adabifiroozjaei，P.科西，C.C.索雷尔和M.霍夫曼

采用与温度相关的高分辨X射线和中子衍射以及电子探针显微分析和扫描电子显微镜研究了锂和锰掺杂铌酸钾钠复合反射劈裂的成因。根据衍射数据建立了两个结构模型。单相单斜下午该模型是从文献中得知的，能够完美地再现衍射图案。然而，两个经典正交相共存的模型弹药2相也可以以相同的精度再现衍射数据。扫描电子显微镜结合电子探针显微分析显示一个-位置取代基钾和钠。这有利于具有相位共存的模型，并确认需要使用补充方法进行综合分析，以涵盖广泛的长度尺度，并评估平均和局部结构。

关键词：压电陶瓷;X射线衍射;中子衍射;铌酸钾钠;微观结构.

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支持信息

	结晶信息文件（CIF）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301sup1.cif 包含全局数据块、正交_1_ND、正交_2_ND、正交_1_XRD、正交_2_XRD、单斜_ND、单斜_XRD、四方_1_ND、四方_2_ND、立方_1_ND、立方_2_ND
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301monoclinic_NDsup2.hkl 包含单斜_ND数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301monoclinic_NDsup3.rtv 包含单斜_ND数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301monoliclic_XRDsup4.hkl 包含单斜XRD数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301monoliclic_XRDsup5.rtv 包含单斜XRD数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301orthorhombic_1_NDsup6.hkl 包含正交1_ND数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301orthorhombic_1_NDsup7.rtv 包含正交1_ND数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301orthorhombic_1_XRDsup8.hkl 包含正交1_XRD数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301orthorhombic_1_XRDsup9.rtv 包含正交1_XRD数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301正交_ 2_NDsup10.hkl 包含数据块正交2_ND
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.1107/S16056718003916/aj5301或hombic_2_NDsup11.rtv 包含数据块正交2_ND
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301正交各向异性2_XRDsup12.hkl 包含正交2_XRD数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301正交_ 2_XRDsup13.rtv 包含正交2_XRD数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301四方_1_NDsup14.hkl 包含数据块四边形_1_ND
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301四方_1_NDsup15.rtv 包含数据块四边形_1_ND
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301四方_2_NDsup16.hkl 包含四方_2_ND数据块
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301四方_2_NDsup17.rtv 包含四方_2_ND数据块
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301cubic_1_NDsup18.hkl 包含数据块cubic_1_ND
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301cubic_1_NDsup19.rtv 包含数据块cubic_1_ND
	结构系数文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301cubic_2_NDsup20.hkl 包含数据块cubic_2_ND
	Rietveld粉末数据文件（CIF格式）https://doi.org/10.107/S1600576718003916/aj5301cubic_2_NDsup21.rtv 包含数据块cubic_2_ND

CCDC参考：1828074;1828075;1828076;1828077;1828078;1828079;1828080;1828081;1828082;1828083

计算详细信息顶部

对于所有结构，用于优化结构的程序：FULLPROF。

（正交c_1_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	c（c）= 5.6426 (2) Å
M（M）_第页=170.23	V（V）= 125.50 (1) Å^三
正交各向异性，一个米米2	Z轴= 2
大厅符号：A 2-2	中子辐射
一=3.94590（5）Å	T型=300 K
b条= 5.6366 (2) Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 1.216°, 2θ_最大值= 151.866°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.033	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.043	66个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.023

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0.25000	0.248 (3)	0.0088 (5)*
氧气	0	0	0.523 (2)	0.0028 (8)*
Na1号机组	0	0	0	0.0120 (9)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0120 (9)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0120 (9)*	0.04000
编号1	0.50000	0	0.489 (2)	0.0035 (4)*	0.98000
锰1	0.50000	0	0.489 (2)	0.0035 (4)*	0.02000

（正交2_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	c（c）= 5.67416 (10) Å
M（M）_第页= 170.23	V（V）= 126.73 (1) Å^三
正交各向异性，一个米米2	Z轴= 2
大厅符号：A 2-2	中子辐射
一= 3.94200 (5) Å	T型=300 K
b条= 5.66580 (15) Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 1.216°, 2θ_最大值= 151.866°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页=0.033	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.043	66个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.022

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0.25000	0.2755 (18)	0.0156 (8)*
氧气	0	0	0.5344 (15)	0.0067 (9)*
Na1号机组	0	0	0	0.0122 (9)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0122（9）*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0122 (9)*	0.04000
编号1	0.50000	0	0.4832 (15)	−0.0022 (4)*	0.98000
锰1	0.50000	0	0.4832 (15)	−0.0022 (4)*	0.02000

（正交c_1_XRD）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	c（c）= 5.6426 (2) Å
M（M）_第页= 170.23	V（V）= 125.50 (1) Å^三
正交各向异性，一个米米2	Z轴= 2
大厅符号：A 2-2	同步辐射
一= 3.94590 (5) Å	T型=300 K
b条= 5.6366 (2) Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 9.000°, 2θ_最大值= 49.492°, 2θ_步= 0.002°
辐射源：同步加速器，DESY/B2

精炼顶部

R（右）_第页= 0.122	20245个数据点
R（右）_水处理=0.163	66个参数
R（右）_经验= 0.115	0个约束
R（右）_布拉格= 0.074

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。（<1）
O1公司	0.50000	0.25000	0.248 (3)	0.0088（5）*
氧气	0	0	0.523 (2)	0.0028 (8)*
Na1号机组	0	0	0	0.0120 (9)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0120 (9)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0120 (9)*	0.04000
编号1	0.50000	0	0.489（2）	0.0035 (4)*	0.98000
锰1	0.50000	0	0.489 (2)	0.0035 (4)*	0.02000

（正交_2_XRD）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	c（c）= 5.67416 (10) Å
M（M）_第页= 170.23	V（V）=126.73（1）Å^三
正交各向异性，一个米米2	Z轴= 2
大厅符号：A 2-2	同步辐射
一= 3.94200 (5) Å	T型=300 K
b条= 5.66580 (15) Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 9.000°, 2θ_最大值= 49.492°, 2θ_步= 0.002°
辐射源：同步加速器，DESY/B2

精炼顶部

R（右）_第页= 0.122	20245个数据点
R（右）_水处理= 0.163	66个参数
R（右）_经验= 0.115	0个约束
R（右）_布拉格= 0.071

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0.25000	0.2755 (18)	0.0156 (8)*
氧气	0	0	0.5344 (15)	0.0067 (9)*
Na1号机组	0	0	0	0.0122 (9)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0122 (9)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0122 (9)*	0.04000
编号1	0.50000	0	0.4832 (15)	−0.0022 (4)*	0.98000
锰1	0.50000	0	0.4832 (15)	−0.0022 (4)*	0.02000

（单斜_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	β=90°
M（M）_第页= 170.23	V（V）= 63.07 (1) Å^三
单诊所，P（P）11米	Z轴= 1
大厅符号：P-2	中子辐射
一= 4.01035 (5) Å	T型=300 K
b条= 3.98782 (5) Å	灰色
c（c）= 3.94398 (4) Å

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 1.213°, 2θ_最大值= 151.863°, 2θ_步=0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.034	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.044	69个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.027

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.540 (2)	0.525 (3)	0	0.00841 (16)*
氧气	0.5471 (15)	0.014 (3)	0.50000	0.00841 (16)*
臭氧	0.0407 (17)	0.520 (2)	0.50000	0.00841（16）*
Na1号机组	0	0	0	0.0138 (4)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0138 (4)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0138 (4)*	0.04000
编号1	0.5021 (16)	0.489 (2)	0.50000	0.00072 (18)*	0.98000
锰1	0.5021 (16)	0.489 (2)	0.50000	0.00072 (18)*	0.02000

（单斜_XRD）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	β= 90°
M（M）_第页= 170.23	V（V）= 63.07 (1) Å^三
单诊所，P（P）11米	Z轴= 1
大厅符号：P-2	同步辐射
一=4.01035（5）Å	T型=300 K
b条= 3.98782 (5) Å	灰色
c（c）= 3.94398 (4) Å

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 8.999°, 2θ_最大值= 49.491°, 2θ_步= 0.002°
辐射源：同步加速器，DESY/B2

精炼顶部

R（右）_第页=0.111	20245个数据点
R（右）_水处理= 0.152	69个参数
R（右）_经验= 0.115	0个约束
R（右）_布拉格= 0.072

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.540 (2)	0.525 (3)	0	0.00841 (16)*
氧气	0.5471 (15)	0.014 (3)	0.50000	0.00841 (16)*
臭氧	0.0407 (17)	0.520 (2)	0.50000	0.00841 (16)*
Na1号机组	0	0	0	0.0138 (4)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0138 (4)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0138 (4)*	0.04000
编号1	0.5021 (16)	0.489 (2)	0.50000	0.00072 (18)*	0.98000
锰1	0.5021 (16)	0.489 (2)	0.50000	0.00072 (18)*	0.02000

（四方_1_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	V（V）= 63.37 (1) Å^三
M（M）_第页= 170.23	Z轴= 1
正方形，P（P）4米米	中子辐射
大厅符号：P 4-2	T型=526千
一= 3.96592 (8) Å	灰色
c（c）= 4.02904 (7) Å

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值=0.941°，2θ_最大值= 151.891°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.036	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.056	41个参数
R（右）_经验=0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.037

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_当量	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0	0.520 (2)	0.0100 (6)*
氧气	0.50000	0.50000	0.010 (3)	0.0152 (7)*
Na1号机组	0	0	0	0.0168 (9)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0168 (9)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0168 (9)*	0.04000
编号1	0.50000	0.50000	0.478 (2)	0.0008 (6)*	0.98000
锰1	0.50000	0.50000	0.478 (2)	0.0008（6）*	0.01000

（四方_2_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	V（V）= 63.01 (1) Å^三
M（M）_第页= 170.23	Z轴= 1
正方形，P（P）4米米	中子辐射
大厅符号：P 4-2	T型=526千
一= 3.95807 (10) Å	灰色
c（c）= 4.0220 (2) Å

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 0.941°, 2θ_最大值= 151.891°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.036	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.056	41个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.038

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0	0.565 (4)	0.0195（12）*
氧气	0.50000	0.50000	0.066（4）	0.0214 (14)*
Na1号机组	0	0	0	0.030 (2)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.030 (2)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.030 (2)*	0.04000
编号1	0.50000	0.50000	0.525 (3)	0.0131 (12)*	0.98000
锰1	0.50000	0.50000	0.525 (3)	0.0131 (12)*	0.01000

（立方1_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	V（V）= 63.52 (1) Å^三
M（M）_第页= 170.23	Z轴= 1
立方，P（P）米三米	中子辐射
大厅符号：-P 4 2 3	T型=776千
一=3.99001（5）Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 1.241°, 2θ_最大值= 151.891°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.038	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.064	26个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.043

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0	0.50000	0.0132 (7)*
Na1号机组	0	0	0	0.0257 (10)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0257 (10)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0257（10）*	0.03984
编号1	0.50000	0.50000	0.50000	0.0043 (7)*	0.98016
锰1	0.50000	0.50000	0.50000	0.0043 (7)*	0.01008

（立方2_ND）顶部

水晶数据顶部

K0.48Na0.48Li0.04Nb0.98Mn0.02O_三	V（V）= 63.21 (1) Å^三
M（M）_第页= 170.23	Z轴= 1
立方，P（P）米三米	中子辐射
大厅符号：-P 4 2 3	T型=776千
一= 3.98346 (7) Å	灰色

数据收集顶部

粉末衍射仪	2θ_最小值= 1.241°, 2θ_最大值= 151.891°, 2θ_步= 0.050°
辐射源：核反应堆，FRMII/SPODI

精炼顶部

R（右）_第页= 0.038	3014个数据点
R（右）_水处理= 0.064	26个参数
R（右）_经验= 0.016	0个约束
R（右）_布拉格= 0.043

分数原子坐标和各向同性或等效各向同性位移参数²) 顶部

	x个	年	z（z）	U型_{国际标准化组织}*/U型_等式	开路特性。(<1)
O1公司	0.50000	0	0.50000	0.0250 (7)*
Na1号机组	0	0	0	0.0377 (11)*	0.48000
第1页	0	0	0	0.0377 (11)*	0.48000
锂1	0	0	0	0.0377 (11)*	0.03984
编号1	0.50000	0.50000	0.50000	0.0142 (7)*	0.98016
锰1	0.50000	0.50000	0.50000	0.0142 (7)*	0.01008

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