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钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3,NBT)被认为是最有前途的新型无铅压电材料之一。陶瓷的织构化已成为一种提高NBT压电性能的新途径,并得到国内外学者的广泛关注。为了研究具有不同相结构的基体粉体对NBT基织构陶瓷性能的影响,本文选择处于准同型相界(MPB)的0.88Na0.5Bi0.5TiO3-0.08K0.5Bi0.5TiO3-0.04BaTiO3(88NBT)、偏三方相的0.89Na0.5Bi0.5TiO3-0.08K0.5Bi0.5TiO3-0.03BaTiO3(89NBT)及三方相的0.90Na0.5Bi0.5TiO3-0.07K0.5Bi0.5TiO3-0.03BaTiO3(90NBT)为基体粉体,通过模板晶粒生长法(TGG)结合流延工艺制备NBT基织构陶瓷。为了制备得到高取向度的织构陶瓷,先通过拓扑化学法制备具有片状形貌且宽厚比较大的Na0.5Bi0.5TiO3(NBT)、NaNbO3(NN)模板,NBT、NN模板的长度均为10μm。而且通过对织构陶瓷的研究表明:NBT模板及NN模板均有利于NBT基陶瓷的织构化。但是,过量的NBT模板则会导致基质组分偏离原始组分,这不利于改善NBT基织构陶瓷的压电性能;相比之下,NN模板更有利于NBT基织构陶瓷压电性能的提高。准同型相界处88NBT体系织构陶瓷的压电性能得到了提高。当NN含量为4 wt%时,织构陶瓷的织构度达到96%,d33为180 pC/N,与88NBT普通陶瓷(d33为150 pC/N)相比提高了20%。同时,88NBT织构陶瓷显示出“砖墙”结构,晶粒尺寸为10μm;88NBT织构陶瓷的介电常数最大值εmax降低,Td向低温方向移动,Tm不变。在电场为2 kV/mm时,88NBT普通陶瓷及织构陶瓷的d*33分别为160 pm/V和200 pm/V,应变回滞H分别为16%和7.56%。与88NBT普通陶瓷相比,织构陶瓷的d*33提高、H降低。这是因为织构陶瓷中的所有晶粒沿着晶体<001>方向排列,类似于<001>极化单晶,从而88NBT织构陶瓷压电性能得到提高;同时,由于88NBT织构陶瓷中的晶粒尺寸增大(因此增大的畴尺寸)减弱了由于畴壁密度降低引起的滞后现象,使得88NBT织构陶瓷具有比普通陶瓷低的应变回滞H。通过Rayleigh分析可知88NBT普通陶瓷和织构陶瓷的外部贡献分别为36.7%、22.2%。与89NBT普通陶瓷(d33为120 pC/N,kp为26%)相比,89NBT织构陶瓷的d33为195 pC/N、kp为35%,d33、kp分别提高了62%、36%,且89NBT织构陶瓷具有比较高的d*33和低的电致回滞H。在E为70 kV/cm时,89NBT普通陶瓷及织构陶瓷的d*33分别为184 pm/V、205 pm/V;在E为15 kV/cm时,89NBT普通陶瓷及织构陶瓷的H分别为11.2%、6.9%。通过Rayleigh分析可知89NBT普通陶瓷和织构陶瓷(4 wt%NN)的外部贡献分别为25%、16.8%。针对90NBT体系,与普通陶瓷(d33为110 pC/N)相比,当加入4 wt%的NN时,织构陶瓷的压电性能最好,其d33提高了60%达到175 pC/N。通过研究90NBT陶瓷在高电场的应变行为发现:普通陶瓷及织构陶瓷的d*33和H随电场的增加而增加。与普通陶瓷相比,90NBT织构陶瓷具有比较高的d*33和低的H。经Rayleigh分析可知90NBT普通陶瓷和织构陶瓷(4 wt%NN)外部贡献分别为30.1%、13.9%。与88NBT织构陶瓷相比,偏三方相的89NBT和三方相的90NBT织构陶瓷的压电性能提高得更多。这是由于具有高取向度的三方相织构陶瓷沿着<001>极化后形成“4R”畴结构有利于压电性能的提高。