W^(6+)掺杂对Na_(0.5)Bi_(2.5)Ta_2O_(9)陶瓷的结构与电学性能影响

采用传统固相法制备Na_(0.5)Bi_(2.5)Ta_(2-x)W_(x)O_(9)(NBTO–x,0≤x≤0.05)无铅压电陶瓷,研究W^(6+)掺杂对NBTO陶瓷结构和电学性能的影响。XRD结果显示,所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物,随着掺杂量的增加,样品的正交畸变先减小后增大;W^(6+)掺杂提高了样品的压电与铁电性能,当x=0.03时,样品的综合性能达到最佳:T_(C)=755℃,tanδ=0.393%(600℃),d_(33)=13.9 pC/N,P_(r)=7.51μC/cm^(2);NBTO(x=0.03)陶瓷在600℃下退火1 h,其d_(33)仍高达12.8 pC/N,约为初始值(d_(33)=13.9 pC/N)的92.1%,表现出良好的温度稳定性。

烧结工艺对(NaBi)_(0.425)(KCe)_(0.075)Bi_(2)Ta_(2)O_(9)陶瓷的电学性能影响

采用传统固相法制备(NaBi)_(0.425)(KCe)_(0.075)Bi_(2)Ta_(2)O_(9)(NBTO-0.075KCe)无铅压电陶瓷,系统分析不同烧结工艺对NBTO-0.075KCe陶瓷电学性能的影响。XRD结果显示所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物。随着烧结温度的升高,陶瓷晶粒不断长大。当烧结温度为1150℃时,陶瓷样品的体积密度和电学性能达到最佳:ρ=9.10 g·cm^(-3),εr=566,Ea=1.34 eV,Pr=6.70μC·cm^(-2),d_(33)=19.0 pC/N。通过进一步调控烧结气氛,结果表明在N_(2)气氛中1150℃烧结,陶瓷样品的氧空位浓度减少,激活能和压电铁电性能进一步得到了提升:Ea=1.55e V,Pr=10.62μC·cm^(-2),d_(33)=19.6 p C/N。

锰掺杂对BaBi_(8)Ti_(7)O_(27)无铅压电陶瓷电学性能的影响

研究了MnCO_(3)掺杂对钛酸铋钡BaBi_(8)Ti_(7)O_(27)无铅陶瓷的结构与电学性能的影响,采用常规固体反应法制备了BaBi_(8)Ti_(7)O_(27)-xMnCO_(3)(x=0,0.015,0.03,0.06,0.12,0.16,0.20 wt.%)。X射线衍射图显示,所有的成分都是单一稳定相,晶粒生长均匀,片状明显,且随着掺杂量的增加可以观察到MnCO_(3)显著地促进晶粒生长。与此同时,MnCO_(3)添加降低了陶瓷的电导率并有效地提高了激活能。而当掺杂量为0.16 wt.%时,陶瓷压电性能d33达到最高的22.8 pC/N,相比未掺杂样品材料的压电性能(6.7 pC/N),提高了三倍以上。

K/Ce离子共掺对Na_(0.5)Bi_(2.5)Ta_(2)O_(9)陶瓷的结构与电学性能影响

采用传统固相法制备(NaBi)_(0.5-x)(KCe)xBi2Ta_(2)O_(9)(NBTO-x,0≤x≤0.15)无铅压电陶瓷,研究K/Ce离子含量对NBTO陶瓷结构和电学性能的影响.结果表明:所有陶瓷样品均生成了m=2的铋层状结构化合物,且未发现其他明显杂峰;随着K/Ce离子含量的增加,样品的Curie温度T_(C)逐渐降低;K/Ce离子掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d_(33)随掺杂量提高呈现出先升高后降低趋势,当x=0.075时,样品的综合性能达到最佳:d_(33)=19.0 pC/N,Curie温度T_(C)=735℃,介电损耗tanδ=0.137%,体积密度ρ=9.113 g·cm^(-3);NBTO(x=0.075)陶瓷在600℃退火2 h,其d_(33)仍高达17.8 pC/N,约为初始值(d_(33)=19.0 pC/N)的93.7%,表现出良好的温度稳定性.

La^(3+)掺杂对CaBi_(2)Nb_(2)O_(9)压电陶瓷结构与电学性能的影响

采用传统固相法制备Ca1-xLaxBi_(2)Nb_(2)O_(9)(CBN-xLa,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了La^(3+)掺杂对CaBi_(2)Nb_(2)O_(9)陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电性能、压电及铁电性能以及高温导电机制的影响.结果表明,适量的La^(3+)取代Ca^(2+)优化了晶体结构,细化晶粒,通过施主掺杂降低了氧空位,有效地改善了CaBi_(2)Nb_(2)O_(9)陶瓷的电性能.其中Ca0.92La0.08Bi_(2)Nb_(2)O_(9)是最优组分,获得压电性能d33、Curie温度T_(C)和剩余极化强度2Pr分别为11.7 pC/N、905℃和9.51μC/cm^(2),并且在550℃条件下的tanδ为3.87%,退火处理后,所有组分样品在800℃条件下均保持较稳定压电性能.复阻抗谱表明阻抗是由晶粒晶界共同作用,导电机制与氧空位有密切关系,且La^(3+)能有效提高高温电阻率,使得其在高温传感器中具有应用潜力.