【摘 要】
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本文采用传统的固相反应法制备出Na0.5Bi2.5Nb2O9-Bi3TiNbO9基铋层状结构高温压电陶瓷,主要研究了两相含量的变化以及复合离子的掺杂对共生结构陶瓷相组成、微观结构、压电、介电和铁电性等的影响。首先确定了制备共生结构陶瓷Na0.5Bi2.5Nb2O9-Bi3TiNbO9的最佳合成方式及合成温度,然后探究两相陶瓷含量的不同比例对陶瓷的影响。XRD、SEM测试表明,制备出的x Na0.5
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本文采用传统的固相反应法制备出Na0.5Bi2.5Nb2O9-Bi3TiNbO9基铋层状结构高温压电陶瓷,主要研究了两相含量的变化以及复合离子的掺杂对共生结构陶瓷相组成、微观结构、压电、介电和铁电性等的影响。首先确定了制备共生结构陶瓷Na0.5Bi2.5Nb2O9-Bi3TiNbO9的最佳合成方式及合成温度,然后探究两相陶瓷含量的不同比例对陶瓷的影响。XRD、SEM测试表明,制备出的x Na0.5Bi2.5Nb2O9-（1-x）Bi3TiNbO9是铋层状结构共生陶瓷,呈典型片状结构,当x=0.3时,0.3Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.7Bi3TiNbO9陶瓷具有高的居里温度且压电性能得到改善,此时陶瓷的性能为:d33=11.8 p C/N,εr=124,tanδ=0.34%,kp=6.1%,Qm=2234,Tc=876°C,Ec=28.7 k V/cm,Pr=0.76μC/cm~2;当x=0.7时,0.7Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.3Bi3TiNbO9陶瓷具有良好的压电性能,但居里温度下降,此时陶瓷的压电性能为:d33=19.3 p C/N,εr=124,tanδ=0.36%,kp=6.5%,Qm=1600,Tc=802°C,Ec=33.5 k V/cm,Pr=1.91μC/cm~2。此外,对0.3Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.7Bi3TiNbO9陶瓷进行（Li Ce）掺杂以及对0.7Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.3Bi3TiNbO9陶瓷进行（Li Y）掺杂。XRD、SEM结果表明,掺杂之后无明显杂相,并且（Li Ce）掺杂能够提高陶瓷的压电性能,（Li Y）掺杂能够升高陶瓷的居里温度。当x=0.04时,Na0.15-xLixBi2.85-xCexTi0.7Nb1.3O9陶瓷的最优性能为:d33=20.7 p C/N,εr=140,tanδ=0.34%,Tc=861°C,Ec=62 k V/cm,Pr=3.4μC/cm~2。当x=0.02时,Na0.35-xLixBi2.65-xYxTi0.3Nb1.7O9陶瓷的最优性能为:d33=20.8 p C/N,εr=149,tanδ=0.49%,Tc=808°C,Ec=54 k V/cm,Pr=8.1μC/cm~2。并且在800°C下退火2 h后陶瓷压电常数d33仍然保持17 p C/N以上,说明在高温下具有良好的应用前景。
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