La、V摻雜對(duì)BaBi-,4-Ti-,4-O-,15-陶瓷壓電性能的影響.pdf

1、鉍系層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電材料，因其優(yōu)良的抗疲勞特性和鐵電性能，近年來成為非易失性鐵電存儲(chǔ)器材料的研究熱點(diǎn)。該類材料的化學(xué)通式為(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，是由(Bi2O2)2+層和鈣鈦礦層(Am-1BmO3m+1)2-按一定規(guī)律共生排列而成，其中A位為適合于12配位的離子及其復(fù)合，B為適合于八面體配位的離子及其復(fù)合，m為鈣鈦礦層的層數(shù) 。但其綜合性能，如疲勞性能、剩余極化(2Pr)、矯頑場(chǎng)(Ec)和制備溫度等仍不能完

2、全滿足實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的要求。 為改善其壓電性能，已經(jīng)有人采用摻雜改性和工藝改性的方法提高鉍鋇系層狀壓電陶瓷的性能，近年來對(duì)SrBi4Ti4O15（SBT）這種典型的鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電材料的研究表明，采用元素La、V對(duì)SBT進(jìn)行摻雜可以有效地降低其矯頑場(chǎng)，提高壓電活性，改善壓電性能。因此，本文采用La、V元素分別對(duì)BaBi4Ti4O15（簡(jiǎn)稱BBT）壓電陶瓷進(jìn)行A、B位離子置換取代來提高其壓電性能。 本文采用傳統(tǒng)固相法工藝

3、在850～900℃合成了La、V分別摻雜的BaBi1-xLaxTi4O15（簡(jiǎn)稱BBLT-x）和BaBi4-y/3Ti4-yVyO15（簡(jiǎn)稱BBVT-y）陶瓷粉體。XRD衍射分析表明，兩種元素?fù)诫s的BBT壓電陶瓷其物相均為層狀鈣鈦礦BaBi4Ti4O15，沒有出現(xiàn)焦綠石相等其它雜相。X射線衍射峰的角度和相應(yīng)衍射峰的峰強(qiáng)沒有明顯改變，說明La、V摻雜并沒有改變BBT陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)，而是形成了以BBT為基體的置換固溶體。 將固相法制

4、備的BBLT-x和BBVT-y陶瓷粉體壓制成片狀并燒結(jié)成瓷。結(jié)果表明：La摻雜的BBLT-x陶瓷燒結(jié)溫度隨La摻雜量的增加而上升(從1120～1150℃)，而V摻雜BBVT-y陶瓷燒結(jié)溫度隨V摻雜量的增加而沒有變化(1120℃)。SEM掃描分析表明，La摻雜的BBT陶瓷晶粒呈現(xiàn)片狀形貌，且隨La摻雜量的增加晶粒尺寸減小；而V摻雜的BBT陶瓷晶粒也呈現(xiàn)片狀形貌，且隨V摻雜量的增加晶粒片狀形貌更加明顯，晶粒尺寸增大。陶瓷的介電性能和壓電性能