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Aurivillius铁电体,又称为铋层状铁电材料。是一类既无铅又环保的材料,其居里温度高、抗疲劳性好、介电损耗低且稳定性好。因此在高温高压设备、传感器以及铁电存储器等方面都有广泛的应用。介电常数最大值对应的温度为居里温度,而居里温度是衡量铋层状材料是否适用于高温高压设备的一个重要参数,为了改善单一铋层状材料实用化难这一缺点,离子置换成为了一个研究热点,不少研究者证明通过离子置换能改变容忍因子t的大小,从而影响居里温度的变化,本文通过采用不同价态、不同半径的离子在Aurivillius铁电体不同位置的置换取代去探究是否存在其他影响居里温度的因素,同时探讨不同置换对铋层状材料结构和介电性能的影响。采用固相反应法制备以SrBi4Ti4O15(m=4)为主相的A位Y3+、Ho3+置换的SrBi4-xLnxTi4O15、A位Y3+/K+、Ho3+/K+协同置换的Sr1-x/2(LnK)x/4Bi4Ti4O15(Ln=Y,Ho);AB位Ba2+/Zr4+共同置换的Sr1-xBaxBi4Ti4-xZrxO15、K+/Nb5+协同置换的Sr1-xKxBi4Ti4-xNbxO15、K+/Nb5+/W6+协同置换的Sr1-xKxBi4Ti(4-3x)/4Nbx/2Wx/4O15;以及A位Y3+、Ho3+置换的两种Ba基铋层状化合物BaBi4-xLnxTi4O15(m=4)和BaBi3-xLnxTi2NbO12(Ln=Y,Ho)(m=3)这七个体系的Aurivillius铁电体。实验结果证明离子置换量为0的SrBi4Ti4O15陶瓷居里温度为516.9℃、A位离子置换的固溶量高于B位,当置换量为30%时,A位离子置换仍能制备出单一的铋层状钙钛矿相,此时AB位协同置换却产生了其他杂相。在四层结构的Ln3+置换的SrBi4-xLnxTi4O15陶瓷和BaBi4-xLnxTi4O15陶瓷中,容忍因子对居里温度的影响占主导因素,而在三层结构的Ln3+置换的BaBi3-xLnxTi2NbO12中,A位的Bi离子与氧八面体沿a轴方向的相对位移是影响居里温度的主导因素。A位Y3+/K+、Ho3+K+协同置换时,容忍因子趋于不变,居里温度随着置换量增加而升高。AB位Ba2+/Zr4+、K+/Nb5+、K+/Nb5+/W6+三个共置换系列样品中,随着置换量的增加,容忍因子均逐渐增大,居里温度和介电常数也随之减小,三个系列居里温度随容忍因子的变化率(35)Tc/(35)t依次为:2.7×104℃、1.5×104℃、0.9×104℃。由此得出结论:不同半径、不同价态的离子协同置换能增加八面体畸变程度,促进了居里温度的升高。容忍因子增加时,化合物中价态涨落和尺寸涨落越厉害,居里温度下降得越缓慢。另外,Ba2+/Zr4+共同置换能促进晶粒的生长,K+/Nb5+协同置换能促进晶粒c轴的生长速率,适量不同离子的协同置换能提高剩余极化强度。