Bi过量以及冷却方式对BiFeO3-BaTiO3陶瓷的相结构及电学性能的影响

作     者：马剑 张波萍 陈建银 MA Jian;ZHANG Bo-Ping;CHEN Jian-Yin

作者机构：北京科技大学北京市新能源材料与技术重点实验室材料科学与工程学院北京100083 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2017年第32卷第10期

页      面：1035-1041页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51472026) 高等学校博士学科点专项基金(20130006110006) 

主　　题：BiFeO3-BaTiO3 Bi补偿量 冷却方式 相结构 d33 

摘      要：采用传统固相烧结法制备了0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3-xBi_2O_3(0≤x≤0.05)无铅压电陶瓷,研究了Bi补偿量x和冷却方式对其相结构、微观形貌和综合电学性能的影响。结果表明:所有样品均为菱方相(R)和伪立方相(PC)两相共存,0≤x≤0.01样品为纯的钙钛矿结构,且x=0.01样品的两相比例C_R/C_(PC)接近1;x0.01样品中出现富Bi杂相Bi_(25)FeO_(40)。与冷却方式相比,优化Bi补偿量更有利于提升BFBT-xBi_2O_3陶瓷的压电性能。随着x增大,d33先增大后减小,在x=0.01时获得最优值。由于较小的晶粒、较合适的C_R/C_(PC)以及较大的残余应变,水冷BFBT-0.01Bi_2O_3陶瓷获得了最优的压电性能(d_(33水冷)=141 p C/N、k_p=27%)和高T_C=507℃。研究结果表明,BFBT基陶瓷有希望成为兼具高压电性能和高T_C的无铅压电材料体系之一。