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(Ba(1–x)Cax)(Ti(0.94)Zr(0.056)Sn(0.004))O3无铅压电陶瓷电学性能和Curie温度的协同调控
  • ISSN号:0454-5648
  • 期刊名称:《硅酸盐学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM282[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:北京市新能源材料与技术重点实验室,北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(51472026):高等学校博士学科点专项基金(20130006110006).
中文摘要:

在A位和B位同时分别加入Ca2+、Zr4+和Sn4+,采用传统的固相烧结法在1480℃烧结4 h制备了(Ba1–xCax)(Ti0.94Zr0.056Sn0.004)O3(BCxTZS)压电陶瓷。研究了Ca2+含量x对BCxTZS陶瓷微观形貌、相结构和电学性能的影响。结果表明:少量Ca2+有利于晶粒长大,x=0.05的样品具有最大的晶粒尺寸12.88μm,Ca2+、Zr4+和Sn4+全部固溶到Ba TiO3晶格中形成单一固溶体。当0.00≤x≤0.03时,BCxTZS陶瓷的室温相结构为正交相(O)–四方相(T)两相共存;x=0.05时,O–菱方相(R)–T三相共存;x=0.07时,O相消失,R–T两相共存。所有样品具有较高的Curie温度(TC〉104℃)和良好的电学性能(d33=325 p C/N、kp=34%、Qm=151),实现了电学性能和Curie温度的协同调控。

英文摘要:

Abstract: In this paper, Ca^2+, Zr^4+ and Sn^4+ were simultaneously doped at A-sites and B-sites, respectively.(Ba(1-x)Cax)(Ti(0.94)Zr(0.056)Sn(0.004))O3 (BCxTZS) lead-free piezoelectric ceramics were fabricated by conventional solid-state sintering at 1 480℃ for 4 h. The effect of Ca^2+ content (x) on the microstructure, phase structure and electrical properties were investigated. The results show that a small amount of Ca^2+ is conducive to the grain growth, in which a greater grain size of 12.88μm is attained as x=0.05. Ca^2+, Sn^4+ and Zr4+ ions completely diffuse into the BaTiO3 lattice to form a single solid solution. The phase structure is orthorhombic (O) -tetragonal (7) coexisted structure as 0.00≤x≤0.03, O-rhombohedral(R) -T multiphase coexisted structure as x-=0.05, and R-T coexisted structure as x=0.07, respectively. All the samples possess a high Curie temperature (i.e., Tc〉104℃), along with the better piezoelectric properties (i.e., d33=325 pC/N, kp=34%, Qm=l 51) as x=0.05, improving the electrical properties and the Curie temperature.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编:南策文
  • 地址:北京海淀区三里河路11号
  • 邮编:100831
  • 邮箱:jccsoc@sina.com
  • 电话:010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号:ISSN:0454-5648
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,中国期刊方阵“双效”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,美国剑桥科学文摘,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)
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