In^(3+)、Ga^(3+)掺杂BSPT高温压电陶瓷的研究

将BiGaO3和BiInO3分别引入BiScO3-Pb-TiO3(BSPT)体系,并通过氧化物合成法制备了0.075BiGaO3-(0.925-x)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx,x=0.58~0.62)和0.075BiInO3-(0.925-x)BiScO3-xPb-TiO3(BISPTx,x=0.61~0.65)压电陶瓷。X射线衍射分析表明,BiGaO3和BiInO3的替换掺杂均不影响BSPT体系的钙钛矿结构。随着PbTiO3含量的增加,BGSPTx和BISPTx陶瓷由三方钙钛矿结构逐渐变到四方结构,其三方-四方准同型相界分别位于x=0.60和x=0.62附近。在准同型相界附近,BGSPTx陶瓷的压电常数d33,机电耦合系数kp为分别为350pC/N和52.0%,而BISPTx的d33高达475pC/N,kp为52.3%。介电常数的温度特性测试表明,掺入Ga3+可以有效地提升BSPT体系的居里温度,其MPB组分(x=0.60)居里温度高达472℃,而掺入In3+对BSPT体系的居里温度影响则不明显。

0.115BiGaO_3-(0.885-x)BiScO_3-xPbTiO_3高温压电陶瓷的制备及电学性能研究

利用氧化物合成法制备了0.115BiGaO3-(0.885-x)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx)(x=0.56-0.62)铁电陶瓷.X射线衍射分析(XRD)表明,当PbTiO3含量(x)大于60%时,BGSPTx具有纯的钙钛矿结构。当x<60%时,体系存在微量杂相。随着PbTiO3含量的增加,BGSPTx由三方相演变到四方相,三方-四方准同型相界位于x=0.58附近。在准同型相界附近,BGSPTx陶瓷的压电常数d33、机电耦合系数、剩余极化Pr都达到最大值,分别为272pC/N,42%,24μC/cm2。介电常数-温度特性曲线测试表明,BGSPTx陶瓷在MPB附近(x=0.58)居里温度TC高达482℃。实验结果表明,BGSPTx陶瓷是一种优良的高温压电换能器和传感器材料。