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铋层状结构铁电体(BLSFs)具有良好的抗疲劳性能和较高的居里温度Tc,因而在铁电存储及高温压电器件方面具有广阔的应用前景。然而,由于其自发极化只能在a-b平面内二维转动,使得此类铁电体材料的压电活性很低。本论文的研究目的是在维持铋层状结构压电陶瓷的高Tc的前提下改善材料的压电活性。此外,结合高温使用的要求,对影响材料高温压电性能的温度稳定性进行了研究。本文选择具有高Tc的Bi4Ti3O12 (670℃)和Na0.5Bi2.5Nb2O9 (780℃)体系作为研究对象,采用传统烧结工艺(成型压力<20MPa)对其进行掺杂改性,以期得到高Tc﹑高性能的压电陶瓷材料。首先,采用固相法制备了Nb改性的Bi4Ti3O12 (BIT+xmol%Nb2O5, 0.00≤x≤6.50)铋层状压电陶瓷。研究发现随着Nb2O5含量的增加,a-b面取向的晶粒逐渐增多,晶粒尺寸愈细化与均匀。Nb2O5的引入明显降低了BIT系列陶瓷的电导率和介电损耗,提高了陶瓷的相对密度﹑压电与机电性能。适量Nb2O5 (x=4.00)掺杂时,陶瓷的电导率(10-13S/cm)比纯BIT的降低了2个数量级,且该陶瓷的相对密度ρ=98.7%﹑压电常数d33=18pC/N﹑机械品质因子Qm=2804﹑平面机电耦合系数kp=8.1%﹑厚度机电耦合系数kt=18.6%﹑平面频率常数Np=2227Hz·m﹑厚度频率常数Nt=2025Hz·m和介电损耗tanδ=0.23%。BIT+xmol%Nb2O5 (x=4.00)陶瓷在600℃经退极化处理后,其d33基本保持不变(17pC/N),表明该材料具有良好的热稳定性。从提高材料压电性能的角度讲,A位掺杂改性比B位的效果更明显,则采用Sr离子对Bi4Ti3O12基体系的A位离子进行掺杂改性,来制备Bi4Ti3O12+4.00mol%Nb2O5+xwt%SrCO3 (BTNO-Sr, 0.00≤x≤1.50)铋层状压电陶瓷。结果表明所有陶瓷均为单一的铋层状结构陶瓷。适量引入Sr能使BTNO系陶瓷的晶粒尺寸细化﹑均一,表现出介电弥散性,并改善其压电﹑机电和铁电性能。当x=0.50时,陶瓷性能最佳:ρ=98.8%﹑d33=22pC/N﹑Qm=4462﹑kp=9.5%﹑剩余极化强度Pr=13.01μC/cm2和Tc=620℃。此外,介电温谱﹑高温频谱和热稳定性研究显示该材料(x=0.50)具有较高的介电和压电稳定性,因而适合于制备高温高频压电器件。最后,研究了LiNbO3掺杂对Na0.5Bi2.5Nb2O-9 [(1-x)NBN-xLN, 0.00≤x≤0.20]陶瓷结构与电性能的影响。当x≤0.10时陶瓷具有单一的铋层状结构。随着LN含量的增加,Qm先增大后减小,且掺杂量为0.02时达到最大值4820。LN掺杂改性使NBN陶瓷的Tc呈微弱增大趋势,并导致电性能得到显著提高。0.90Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.10LiNbO3样品具有最佳电性能:d33=21pC/N﹑ tanδ=0.16%﹑Pr=7.37μC/cm2和Tc=789℃。此外,热稳定性和老化性研究显示(1-x)NBN-xLN体系具有稳定的高温压电性能,表明该材料在高温器件领域具有很好的应用前景。