Li_(2) CO_(3)掺杂BST的制备及复合薄片的能量收集研究

将水基流延技术与低温烧结陶瓷技术相结合,用于BST挠曲电陶瓷的研制和能量的收集。为了降低BST的烧结温度,在BST水基流延浆料中添加了质量分数1%~4%的Li_(2) CO_(3),将浆料流延成薄片后进行烧结。研究了Li_(2) CO_(3)掺杂量对烧结温度的影响以及BST薄片厚度对材料电性能的影响。实验结果表明,适量的Li_(2) CO_(3)掺杂能够将BST的烧结温度降低约250℃。在烧结后的薄片两面涂上银电极和适当厚度的PDMS,得到“三明治结构”的BST复合薄片,用于介电、挠曲电测试和能量收集实验。当Li_(2) CO_(3)掺杂量为质量分数2%时,300μm厚的BST复合薄片在1100℃烧结后介电性能最优,其介电常数为3200,介质损耗为0.05。而200μm厚的复合薄片表现出最高的横向挠曲电系数,达到0.24μC/m。此外,40μm厚的复合薄片表现出最好的电流输出能力,达到1.2 nA。

Al_2O_3掺杂BaTi_(0.85)Sn_(0.15)O_3陶瓷的制备及性能表征

通过传统固相二次烧结法来制备xwt%Al_2O_3(x=0、1.0、1.5)/BaTi_(0.85)Sn_(0.15)O_3(BTS)陶瓷。研究了掺杂不同含量Al_2O_3对BTS陶瓷的微观结构、介电性能及挠曲电性能的影响。结果表明,掺杂Al_2O_3的BTS陶瓷不改变陶瓷的晶体结构,仍为标准钙钛矿结构晶型;Al_2O_3的掺入能够有效降低晶粒尺寸,具有明显的细晶作用。随着Al_2O_3含量的增大,Al_2O_3/BTS陶瓷的介电常数减小,介电损耗得到明显改善,居里峰逐渐宽化且向温度高的方向偏移。Al_2O_3/BTS陶瓷的挠曲电系数随着Al_2O_3含量的增加和测试环境温度的升高均减小。此外,Al_2O_3/BTS陶瓷的挠曲电系数和介电常数之间存在一种近线性关系,但当温度非常接近于居里温度时,这种线性关系减弱。