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(Ba,Ca)(Zr,Ti)O3(简称BCZT)基无铅压电陶瓷是通过BT基的A、B位离子复合取代而得,是一种性能优异的压电铁电材料。为了获得BCZT基无铅压电陶瓷优良的电性能,本论文以(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷为基体,采用传统固相烧结法,以SnO2, Bi2O3、TbDyFe、Li2CO3为掺杂物,制备了BCZT基无铅压电陶瓷,研究了掺杂对无铅压电陶瓷的显微组织、相结构和电性能的影响。研究结果如下:(1) 研究了SnO2掺杂量对(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1-xSnx)O3(x=0.02,0.04,0.06,0.08mol)(简称BCZT-Sx)无铅压电陶瓷的相结构、电学性能及介电弛豫行为的影响。结果表明:所有样品均为纯的钙钛矿结构。在室温附近存在三方相-四方相的转变温度TR-T。随着SnO2掺杂量的增加,TR-T和居里温度Tc均向低温方向移动。陶瓷的弥散系数γ=1.76,具有典型的弥散相变特征与介电弛豫行为。当x=0.02 mol时,BCZT-Sx样品具有最佳的电性能:压电常数d33 = 553 pC/N,机电耦合系数kp=49%,相对介电常数εr~6045(1kHz),介电损耗tan δ- 1.7%(1 kHz),剩余极化强度Ec=2.2kV/cm矫顽场Pr=5.45μ(?)(2) 研究了Bi2O3掺杂量对Ec=2.2kV/cm简称(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.08Sn0.02)O3-xBi203(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08wt.%)(无铅压电陶瓷的显微组织、相结构和电学性能的影响。结果表明:所有组分均出现纯的钙钛矿结构衍射峰。随着Bi2O3掺杂量的增加,陶瓷样品的晶粒细化,组织较均匀。由介电温谱可知,掺杂Bi2O3后能提高BCZTS-xBi)无铅压电陶瓷的居里温度。当x=0.02wt.%时,BCZTS样品具有最佳的电性能:压电常数BCZTS-xBi机电耦合系数kp=41%,相对介电常数εr~3844(1 kHz),介电损耗d33 = 430 pC/N,剩余极化强度tanδ~1.8%(1 kHz),矫顽场Ec=3.65kV/cm;(3)研究了TbDyFe掺杂量对(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.08Sn0.02)O3-xTbDyFe(x=0.1,0.2,0.3,0.4wt.%)(简称BCZTS-xTbDyFe)无铅压电陶瓷的微观组织、相结构和电性能的影响。结果表明:TbDyFe掺杂(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.08Sn0.02)O3无铅压电陶瓷后均形成了典型的ABO3型钙钛矿结构固溶体;所有样品显微组织较均匀,晶界基本无孔洞。掺杂TbDyFe后降低了BCZTS无铅压电陶瓷的居里温度。当x=0.1wt.%时,BCZTS-xTbDyFe样品具有最佳的电性能:d33 = 500 pC/N, kp = 40 %, εr ~ 5955, tan δ ~ 1.9 %, Pr=6.6 μC /cm2, Ec=2 kV/cm。(4)研究了Li2CO3掺杂量对0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3-x Li2 CO3 (x=0.5, 1, 2和3wt.%)(简称BCZT-xLi)无铅压电陶瓷的显微组织、相结构和电性能的影响。结果表明:当x≤2wt.%时,所有样品均形成了纯的ABO3型钙钛矿结构;当x>2wt.%时,有新相生成,说明Li2CO3掺杂量已经超过BCZT固溶度极限。由样品SEM可知,所有样品显微组织较均匀,晶界清晰,晶界处有少量的孔洞。当x=0.5wt.%时, BCZT-xLi陶瓷具有最佳的电性能,即d33=164pC/N kp= 44 %,εr =2365, tan δ = 1.78 %。