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(0.84-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.16K0.5Bi0.5TiO3-xSrTiO3系无铅压电陶瓷结构与电性能
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,江西省先进陶瓷材料重点实验室,江西景德镇333001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51062005,91022027)
中文摘要:

采用固相法制备了Bi补偿的(0.84-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.16K0.5Bi0.5TiO3-xSrTiO3(简称NBT-KBT-zST)无铅压电陶瓷,研究不同ST掺量对体系陶瓷的结构与电性能的影响规律。结果表明,在掺杂范围内(0≤x≤0.06),材料均能形成单一的钙钛矿固溶体结构。随着x的增加,陶瓷晶体结构逐渐由三方相向四方相过渡,且该体系的三方-四方准同型相界(MPB)位于0.03≤x≤0.04。在此组成区域内,体系陶瓷的铁电与压电性能较好,其中x=0.04时,材料的电性能较好:压电常数d33=156pC/N,平面机电耦合系数kp=0.29,相对介电常数εr=1116,介质损耗tanδ=4.1%,剩余极化强度Pr=30.5μC/cm^2,矫顽场Ec=23.9kV/cm。介电温谱和变温电滞回线表明体系陶瓷在Td以上可能存在极性相与非极性相共存。

英文摘要:

Bi-compensated (0.8-x)Na0.5Bi0.5TIO3-0.16K0.5Bi0.5TiO3-xSrTiO3 (abbreviated as NBT-KBT-xST) lead-free piezoelectric ceramics were prepared by solid-state reactions. The effects of SrTiO3 dopants on the structure and electrical properties of ceramic samples were investigated. The results indicated that solid so lutions with pure perovskite structure were formed after SrTiO3-doping. The phase structures of the ceramics at room temperature changed from rhombohedral to tetragonal phases as increasing the SrTiO3 contents, and a morphotropic phase boundary (MPB) of the system was found to be 0.03 ≤x≤0.04, where good ferroelectric and piezoelectric properties were obtained. When x = 0.04, the ceramics exhibit the best physical performance: the piezoelectric constant d33 = 156 pC/N, planar coupling factor kp = 0. 29, relative dielectric constant εr=1 116, dielectric loss tanδ= 4.1 %, remnant polarization Pr : 30. 5 μC/cm2 , coercive field Er=23.9 kV/cm. The temperature dependences of dielectric and ferroelectric properties indicate that the ceramics may contain both the polar and non-polar regions at temperatures above the de-polarized temperature (Td).

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166