掺杂改性对锆钛酸钡陶瓷弥散性铁电相变的研究进展

锆钛酸钡基陶瓷在室温附近具有较高的介电常数,而且在还原气氛和高温直流场中其介电性能也较为稳定,由于具有良好的介电、压电、铁电、热释力、光电及非线性光学等特征,铁电材料在微电子学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域具有广泛的应用前景。本文综述了如何制得锆钛酸钡基陶瓷以及通过CuO掺杂、Nb^(5+)掺杂、稀土元素离子掺杂、Y^(3+)掺杂、Cd^(2+)掺杂以及改变Er含量,制备具有弥散性铁电相变的锆钛酸钡陶瓷试样,分析掺杂改性对弥散性铁电相变的影响。

施受主共掺杂对BaTiO_3陶瓷介电性能的影响

通过传统的球磨工艺,分别以MnCO3、Co2O3为受主杂质,La2O3、Nb2O5、Bi2(SnO3)3为施主杂质对BaTiO3陶瓷进行掺杂。实验表明,BaTiO3陶瓷介电性能跟施主杂质与受主杂质的比例有关。当施主杂质与受主杂质的比例较大时,介电常数-温度(-εT)曲线趋于平缓,BaTiO3陶瓷呈强铁电弥散性,介电损耗-温度(tan-δT)曲线趋于平滑,介电损耗-频率(tan-δf)曲线呈松弛极化损耗特性。当施主杂质与受主杂质的比例较小时,-εT曲线出现较大的居里峰值,BaTiO3陶瓷呈普通铁电体的性质,tan-δT曲线也出现较大峰值,tan-δf曲线表现为电导损耗特征。BaTiO3陶瓷晶粒的"核-壳结构"模型能较好地解释这一现象。

Co_2O_3优化BaTiO_3陶瓷介电性能机理的研究

通过传统的球磨工艺,以Co2O3为受主杂质和La2O3、Nb2O5、Bi2(SiO3)3为施主杂质,对BaTiO3系陶瓷进行掺杂。实验表明:Co2O3对BaTiO3陶瓷介电性能的影响跟La2O3、Nb2O5、Bi2(SiO3)3理论上产生的电荷n与Co2O3理论上产生的电荷p的比例有关:当n∶p>1时,介电常数-温度曲线趋于平缓,BaTiO3陶瓷呈现强铁电弥散性;介电损耗-温度曲线趋于平滑,随n∶p的减小,介电损耗总体减小;介电损耗-频率曲线呈现松弛极化损耗特性。当n∶p≤1时,BaTiO3陶瓷呈现较大的居里峰值,呈普通铁电体的性质;介电损耗-温度曲线出现较大的峰值;介电损耗-频率曲线表现为电导损耗特征。BaTiO3陶瓷晶粒的"核-壳结构"模型能较好解释这一现象。

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3的介电、弹性、压电和热电性质

研究了准同型相界附近组分的Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３铁电晶体〈００１〉方向的介电、弹性、压电和热电性质。室温时压电应变常数ｄ３３约为８００ｐＣ／Ｎ。在２００Ｋ～３６０Ｋ的温度范围内，机电耦合系数ｋｔ约为０．５３，近似为一常数。而压电应力常数ｅ３３和热释电系数ｐ３随着温度的上升而单调地增大，弹性刚度常数ｃＤ３３却逐渐减小。其铁电相变的弥散性程度很高，介电临界指数γ为１．８８。