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Sr和Nb复合掺杂Bi4Ti3O12基高温压电陶瓷的研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:《人工晶体学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]景德镇陶瓷学院材料工程系,江西省先进陶瓷材料重点实验室,景德镇333001, [2]广东道氏技术股份有限公司,恩平529441
  • 相关基金:国家自然科学基金(50862005,51062005,91022027);江西省教育厅项目(GJJ11197);江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划项目([20101224)
中文摘要:

采用传统固相法制备了Bi4Ti3O12+0.91wt%Nb2O5+xwt%SrCO3(BTNO-Sr,0.00≤x≤1.50)层状压电陶瓷,研究了Sr掺杂对BTNO系陶瓷微观结构与电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构相陶瓷。适量引入Sr能使BTNO系陶瓷的晶粒尺寸细化与均一,表现出介电弥散性,并改善其压电、机电和铁电性能。当x=0.50时,样品性能最佳:相对密度P=98.8%,压电常数d33=22pC/N,平面机电耦合系数kp=9.5%,机械品质因子Qm=4462,剩余极化强度Pr= 13.01 μC/cm^2,居里温度Te=620℃。此外,介电性能和热稳定性能研究显示材料x=0.50具有好的压电稳定性,适合于制备高温高频压电器件。

英文摘要:

Abstract: Bismuth layer-structured ferroelectric ceramics ofBi4Ti3O12+0.91wt%Nb2O5+xwt%SrCO3(BTNO-Sr,0.00≤x≤1.50) were synthesized by traditional solid state reaction. The effects of Sr addition on the microstructure and electrical properties of ceramics were studied. The results indicated that all ceramics have a bismuth oxide layered structure. After Sr doping, the size of grain becomes small and unanimous. The diffuse phase transition behaviorwas observed, meanwhile, the piezoelectric, electromechanical and ferroelectric properties of BTNO-based ceramics were improved by an appropriate mnount of Sr addition. When x = 0. 50, the ceramic achieves an optimum performance: the relative density p = 98. 8 %, piezoelectric constant d33 = 22 pC/N, planar electromechanical coupling coeltlcient kp =9. 5 %, mechanical quality factor Qm =4462, remanent polarization Pr= 13.01 μC/cm^2, and Curie temperature Te =620 ℃. Moreover, the researches on dielectric properties and thermal annealing indicate that the ceramic with composition of x = 0. 50 possesses high piezoelectric stability, demonstrating that the ceramic is suitable for high-temperature and high-frequency piezoelectric devices.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
  • 邮箱:
  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,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,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9943