โครงการวิจัยนี้เป็นการศึกษาถึงผลกระทบของการเติมตัวโดปที่มีหลายเวเลนซ์ได้แก่ โครเมียม (Cr) และโคบอลต์ (Co) โดยผลิตวัสดุเซรามิกเลดเซอร์โคเนตไททาเนต ที่มีองค์ประกอบทางเคมีคือ Pb(Zr0.52Ti0.48)1-xMxO3 โดยที่ M คือ Cr หรือ Co และ x = 0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015. 0.02, 0.025 และ 0.03 ด้วยกระบวนการผลิตแบบผสมสารออกไซด์ ในโครงการนี้ได้ศึกษาผลกระทบของตัวโดป Cr และ Co ต่อโครงสร้างเฟสของเซรามิก PZT โดยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (X-ray Diffraction, XRD) และศึกษาโครงสร้างจุลภาคของเซรามิก PZT โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscopy, SEM) Cr และ Co ให้ผลกระทบต่อโครงสร้างเฟสไปในแนวโน้มเดียวกันคือเมื่อเพิ่มปริมาณของตัวโดปเข้าไปในเซรามิก PZT ทำให้เกิดเป็นเฟสรอมโบฮีดรัลขึ้น แทนที่จะเป็นเฟสเตตระโกนัลอย่างเดียวเหมือนในเซรามิก PZT บริสุทธิ์ นั่นคือมีผลทำให้ขอบเขตมอร์โฟโทรปิก (Morphotropic Phase Boundary, MPB) ในแผนภูมิเฟสระหว่าง PbZrO3-PbTiO3 เลื่อนไปในฝั่งที่เป็นเฟสรอมโบฮีดรัล ส่วนผลกระทบต่อโครงสร้างจุลภาคคือเมื่อเพิ่มปริมาณตัวโดป Cr และ Co ทำให้ได้เกรนที่ขนาดเล็กลง นั่นคือ Cr และ Co ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการโตของเกรน และในเซรามิก PZT ที่โดปด้วย Co พบว่ามีเฟสทุติยภูมิ (ซึ่งเป็นเฟสที่มีปริมาณ Co มากกว่าในเกรน)เกิดขึ้นที่ขอบเกรนเมื่อเติม Co ในปริมาณ 3 mol% ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการละลายของ Co เข้าไปในเกรนมีปริมาณจำกัด แต่ไม่พบเฟสทุติยภูมิในเซรามิก PZT ที่โดปด้วย Cr นอกจากการศึกษาทางสมบัติทางกายภาพแล้ว โครงการนี้ยังได้ศึกษาสมบัติทางไฟฟ้าของเซรามิก PZT ทั้งหมดด้วย โดยพบว่าทั้ง Cr และ Co ให้ผลคล้ายกันคือโดยรวมแล้วทำให้ค่าสภาพยอมสัมพัทธ์ของเซรามิก PZT มีค่าลดลง ส่วนอุณหภูมิจุดคูรีลดลงเล็กน้อยเมื่อปริมาณตัวโดป Co เพิ่มขึ้น สำหรับเซรามิก PZT ที่โดปด้วย Cr พบว่ามีค่า d33 ลดลงเมื่อเติมตัวโดปในปริมาณที่มากขึ้น ดังนั้นการเติมตัวโดป Cr หรือ Co ทำให้เกิดผลทำให้เซรามิก PZT มีสมบัติเป็นเซรามิก PZT แบบแข็ง (Hard PZT) The effects of heterovalent dopants (Cr and Co) on the properties of PZT ceramics with the formula of Pb(Zr0.52Ti0.48)1-xMxO3 where M is Cr or Co, and x = 0, 0.002, 0.005, 0.01, 0.015. 0.02, 0.025 and 0.03. These Cr and Co doped PZT ceramics were produced using a mixed oxides method. The phase structure and microstructure of all PZT ceramics were characterized using X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. The XRD spectra of Cr and Co doped PZT ceramics showed that the higher level of Cr and Co dopants cooperated into PZT ceramics could shift the MPB (morphotropic phase boundary) toward the rhombohedral phase region of the PbZrO3-PbTiO3 phase diagram. The SEM images of Cr and Co doped PZT ceramics revealed that both Cr and Co dopants acted as a grain growth inhibitor. Furthermore, the solubility limit of Co in PZT ceramic seemed to be less than 3 mol% since a second phase (Co-rich phase) was found at the grain boundary of the 3 mol% Co doped PZT ceramic. However, the second phase could not be seen in the SEM images of Cr doped PZT ceramics at all Cr levels. The electrical properties of Cr and Co doped PZT ceramics were investigated. The relative permittivity of PZT ceramics decreased as the Cr and Co concentration increased. The reduction of Curie point was obviously seen in Co doped PZT ceramics. In addition, the measurements of d33 for Cr doped PZT ceramics showed the reduction of d33 with the increasing of Cr contents. Thus, the addition of Cr or Co dopants resulted in a ‘hardening’ effect in Cr-doped or Co-doped PZT ceramics