溶膠凝膠制備鈦酸鉍鈉基陶瓷與溥膜的多鐵性能研究.pdf

1、鈦酸鉍鈉(Bi0.5Na0.5)TiO3是一類重要的ABO3型鈣鈦礦結構無鉛壓電材料，它又可以細分為六方結構和四方結構兩種類型。鈣鈦礦結構功能材料作為一類很重要的基礎材料，已經(jīng)廣泛用于日常生活的各個領域。傳統(tǒng)的PZT陶瓷也因其具有優(yōu)良的壓電性能和成熟的制備工藝而被大量應用。隨著人類對環(huán)境的重視，新型無鉛陶瓷的研發(fā)已成為成為一項緊迫而有重大意義的課題。其中鈦酸鋇BaTiO3和(Bi0.5Na0.5)TiO3以其優(yōu)良電性能而受到了越來越多的

2、關注。
　　 本文以溶膠凝膠法制備了0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3(BNT-6BT)陶瓷和Bi4Ti3O12薄膜，并研究其相結構、表面形貌、介電、鐵電和鐵磁特性。用溶膠凝膠法制備了BNT-6BT陶瓷并研究了其相結構和陶瓷的介電性能，陶瓷的退火溫度從1000到1100℃，對所制備的陶瓷XRD掃描結果表明，該陶瓷具有典型的鈣鈦礦結構，當摻雜0.06的BaTiO3時，樣品的衍射峰由于晶格畸變而向小角度偏移，

3、晶格常數(shù)變大了。BNT-6BT陶瓷的居里溫度為348℃，從介溫圖中可以看出該陶瓷有兩個相變過程，從鐵電到反鐵電，再從反鐵電相到順電相，并觀察到BNT-6BT陶瓷比BNT陶瓷彌散系數(shù)變大了但都接近于2，說明摻雜以后的BNT-6BT陶瓷的晶格產(chǎn)生了畸變。另外對BNT-6BT陶瓷在1050℃退火2小時候進行1050℃退火2小時真空中再退火處理，并對退火和不退火的陶瓷都進行了介電，鐵電和鐵磁性能的測試，結果顯示，BNT-6BT陶瓷的介電性能真空

4、再退火后比真空再退火前的居里溫度降低了，從373℃降到了361℃，仍有兩個相變從鐵電到反鐵電，再從反鐵電到順電，真空再退火后BNT-6BT陶瓷產(chǎn)生了磁性能，經(jīng)分析，該陶瓷的磁性能可能來源于氧空位，首次發(fā)現(xiàn)了BNT-6BT陶瓷呈現(xiàn)了鐵電和鐵磁共存的現(xiàn)象，以前對于該性能的報道均只限于理論計算，現(xiàn)首次試驗中發(fā)現(xiàn)了鐵電和鐵磁性能在室溫下的共存現(xiàn)象，并對其可能產(chǎn)生的機理做了進一步的解釋?？梢云诖诙噼F材料中鐵電和鐵磁良好的耦合性能應用與實際實際生

5、活中來。對Bi4Ti3O12薄膜進行了研究，用溶膠凝膠法制備了BNT薄膜的前驅溶液，在空氣中650℃退火十分鐘后，由于Na的揮發(fā)，成功的制備出了層狀Bi4Ti3O12結構薄膜，研究了該薄膜的相結構，表明形貌，介電，鐵電，鐵磁性能，XRD結果表明所有樣品具有Bi系列層狀結構，從SEM結果可以看出，該薄膜均勻的分布在基片上，從斷面SEM結果看出該薄膜呈現(xiàn)柱狀生長，該薄膜具有介電和鐵電性能，還呈現(xiàn)微弱的磁性能，進分析可能來源于缺陷。溶膠凝膠法