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在制备钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3,简称BNT)陶瓷的过程中,由于高温烧结,Bi3+和Na+易挥发,由此会造成氧空位浓度差异,影响陶瓷的结构(包括相结构、微观结构等)和电学性能。在本文中,我们采用固相法获得BNT基陶瓷材料,在预烧阶段和烧结阶段,均通以不同的气氛(氮气、氧气等),探究了气氛环境对获得试样的结构(包括相结构、微观结构等)和电学性能的影响。此外,我们还通过改变陶瓷的预烧温度研究其结构和电学性能的差异。(1)制备了(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷,在预烧和烧结过程中均分别引入氮气和氧气气氛,详细研究了不同气氛中制备的陶瓷试样,其结构和电学性能的差异。XRD测试结果表明,不同气氛环境下获得的陶瓷均形成纯钙钛矿结构。扫描电镜测试结果表明不同气氛制备的陶瓷的显微结构显著不同,氮气气氛中制备的陶瓷试样和氧气气氛中制备的陶瓷试样,其平均晶粒尺寸分别为2.1 μm和1.0μm。不同气氛制备的陶瓷的介温谱特征类似,但退极化温度存在差异。氮气气氛中制备的陶瓷试样和氧气气氛中制备的陶瓷试样,其居里温度分别为248 ℃和258 ℃,退极化温度分别为76 ℃和87 ℃。(2)制备了 Bi0.51Na0.5TiO3无铅压电陶瓷,预烧和烧结过程分别是在空气和氮气气氛中进行。系统研究了不同气氛对陶瓷试样的显微结构、介电、压电和铁电性能的影响规律。不同气氛环境下获得的陶瓷试样均具有纯钙钛矿结构。空气气氛试样和氮气气氛试样的平均晶粒尺寸分别为1.3 μm和1.9 μm,电学响应激活能分别为2.0 eV和1.9 eV,居里温度分别为291 ℃和308 ℃,最大极化强度分别为12.3 μC/cm2 和 17.4 μC/cm2,剩余极化强度分别为 11.0 μC/cm2 和 13.7 μC/cm2,矫顽场分别为 44.0 kV/cm 和 47.8 kV/cm。(3)基于实验(1),通过改变(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷的制备工艺,即在预烧过程中选取两种不同预烧温度(600℃,900℃),进一步研究了预烧温度对陶瓷样品的物相结构、显微结构和电学性能的影响规律。不同预烧温度制备的陶瓷试样均具有纯钙钛矿结构。预烧温度为600℃和预烧温度为900℃的陶瓷试样的平均晶粒尺寸分别为1.7 μm和0.9 μm,相对密度均达到95%以上,电学响应激活能分别为0.8 eV和1.3 eV,居里温度分别为272 ℃和243 ℃,最大极化强度分别为27.0μC/cm2和35.9 μC/cm2,剩余极化强度分别为31.7 μC/cm2和29.4 μC/cm2,矫顽场分别为32.7 kV/cm和31.2 kV/cm,压电常数分别为97 pC/N和113 pC/N。