作者：郇正利; 闫锋; 王文林; 陆宏婷; 王春明钛酸铋锶无机非金属材料无铅压电陶瓷铁电体介电特性压电系数
摘要：利用普通陶瓷工艺制备了A位复合离子(NaCe)取代的Sr1-x(NaCe)x/2Bi4Ti4O15(x=0.00~0.20)压电陶瓷,研究了(NaCe)对 SrBi4Ti4O15(SBT)陶瓷的介电、铁电和压电特性的影响。研究表明,复合离子(NaCe)的取代降低了SBT陶瓷的介电损耗tanδ,降低了SBT陶瓷的矫顽电场Ec,提高了SBT陶瓷的压电系数d33。纯的SBT压电陶瓷的矫顽场Ec=94kV/cm,复合离子(NaCe)取代的 SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷的矫顽场Ec=70kV/cm。随着复合离子(NaCe)含量的增加,SBT的压电性能先增加,然后减小。在x=0.10组分处,SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷具有最大的压电系数d33=28pC/N,约为纯的 SBT陶瓷压电系数(d33约15pC/N)的两倍,其居里温度TC为510℃。复合离子(NaCe)取代SBT陶瓷压电性能的提高归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的矫顽电场,使得SBT压电陶瓷更容易极化,从而发挥其潜在的压电性能。同时,压电性能的提高还归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的介电损耗和漏电流。材料的退火实验表明:复合离子(NaCe)取代的 SrBi4Ti4O15压电陶瓷在400℃以下具有较好的压电性能温度稳定性。
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