相界附近结构演化及淬火对BiFeO3–BaTiO3压电陶瓷结构与电学性能的影响

作者：杨利 陈超 江向平 黄枭坤 聂鑫 饶汉文

单位：景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室

关键词：铁酸铋–钛酸钡 相结构 淬火工艺 压电陶瓷

分类号：

出版年,卷(期):页码：2022,50(6):1533-1541

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210850

摘要：

采用传统固相法制备了（1–x）BiFeO3–xBaTiO3 （BF–x BT,x=0.28, 0.29, 0.30, 0.31）压电陶瓷，研究了其在相界附近的相结构演化与介电、铁电性能和压电性能的变化关系。结果表明，所有样品均呈现出钙钛矿相结构且无任何杂相，且均位于三方–赝立方相相界附近，表现出三方、赝立方两相共存状态。随着x的增加，相结构中赝立方相相含量逐渐增加，而三方相相含量逐渐减少，当x=0.30时，样品的三方相与赝立方相含量趋于相近，表现出最佳的电性能：压电系数d33=165pC/N，剩余极化强度Pr=26.80μC/cm2,Curie温度TC=465℃。另外，淬火后样品的Raman振动模与弥散指数的显著变化表明淬火工艺能有效提高样品的长程有序度和铁电相的温度稳定性，致使BF–x BT体系陶瓷的Curie温度得到进一步提升。特别是对于BF–0.30BT陶瓷样品，由于更合适的三方–赝立方相相比例和淬火工艺，介电和铁电性能均得到增强。本工作揭示了BF–x BT陶瓷样品相结构演化与压电性能的关系，并通过淬火工艺进一步优化BF–x BT陶瓷的电性能，从而为拓宽BF–BT体系材料的应用温度范围提供参考依据。

基金项目：

国家自然科学基金(52162003,51862016,52062018,51762024)；江西省自然科学基金(20212ACB214007,20192BAB212002,20192BAB206008)；江西省教育厅科技项目(GJJ190699)；

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