【摘 要】
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铁酸铋氧化物的高温铁电和多重铁性(multiferroic)近年来让人爱恨交加,制备单相、高阻BiFeO3材料是材料工作者面临的巨大挑战.本课题组发展了基于多元固溶体原理的组合元素掺杂替代技术、提高了BiFeO3的热力学稳定性,澄清了BiFeO3陶瓷低电阻、高介电损耗的微观机制1.成功制备了系列高阻改性铁酸铋基陶瓷样品,发现了丰富的铁电、磁、晶体结构相变特性.同时,采用材料基因组方法,通过对钙钛矿
【机 构】
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东华大学功能材料研究所,201620,上海;同济大学材料科学与工程学院功能材料研究所,201800,上海
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铁酸铋氧化物的高温铁电和多重铁性(multiferroic)近年来让人爱恨交加,制备单相、高阻BiFeO3材料是材料工作者面临的巨大挑战.本课题组发展了基于多元固溶体原理的组合元素掺杂替代技术、提高了BiFeO3的热力学稳定性,澄清了BiFeO3陶瓷低电阻、高介电损耗的微观机制1.成功制备了系列高阻改性铁酸铋基陶瓷样品,发现了丰富的铁电、磁、晶体结构相变特性.同时,采用材料基因组方法,通过对钙钛矿结构铁电材料数据挖掘,我们获得了两个重要的定量关系：(μ为ABO3晶胞约合质量)2,3和4,5.在此基础上,给出了在钙钛矿结构氧化物中构建高居里温度、高压电活性材料的设计原则,并对BiFeO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-PbTiO3(BF-BZT-PT)与BiFeO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-BaTiO3(BF-BZT-BT)三元固溶体进行了相关实验研究.实验确定了结构相界并发现相界位置与晶粒尺寸相关,获得了与PbNb2O6、Bi4Ti3O12体系居里温度相当但压电响应双倍的铁电压电陶瓷新材料4-6.钙钛矿结构BF-BZT-PT和BF-BZT-BT三元固溶体必将展现在高温压电敏感器中的应用魅力,它们不仅响应高、更具有通过组分在较大范围内调整压电性能和温度稳定性的能力.
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