钙钛矿型高性能高温压电陶瓷新材料研究

摘要：

钙钛矿结构BiFeO3-BaTiO3 固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系.长期以来, 低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用.本文通过添加Bi( Zn1/2 Ti1/2 ) O3 钙钛矿氧化物第三组元、锰掺杂和工艺条件优化, 采用改进的固相反应电子陶瓷工艺, 制备了具有工程应用需求的低介电损耗的多种组分 BiFeO3-Bi(Zn1/2 Ti1/2 )O3-BaTiO3(BF-BZT-BT)三元固溶体陶瓷材料. X射线衍射测量表明它们形成了单一的三方钙钛矿相, 耐压测量表明它们在120 ℃高温击穿场强大于8×103 V/mm.其中, 摩尔分数0.8% Mn掺杂0.74BF-0.04BZT-0.22BT 铁电陶瓷的压电性能为: d33=78 pC/N, ε33 T/ε0=254, tanδ=0.008, TC= 630 ℃, 压电响应是目前商用钛酸铋系压电陶瓷K-15的4.2倍; 摩尔分数0.7% Mn 掺杂0.69BF-0.04BZT-0.27BT 陶瓷的压电性能为: d 33=130 pC/N, ε33 T/ε0 =542, tanδ =0.025, TC约510 ℃, 压电响应是目前商用偏铌酸铅压电陶瓷K-81的1.5倍.

关键词：钙钛矿结构氧化物、高温压电陶瓷、介电损耗、压电性能

所属期刊栏目：38

分类号：TB34;TB381(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目 61771122

在线出版日期：2019-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：22-30