Bi<,2>Fe<,4>O<,9>陶瓷的制备与电学性能研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liqing804240
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分别以氢氧化钠和氨水作沉淀剂,用共沉淀法合成了Bi2Fe4O9粉体。研究了不同煅烧温度和保温时间对Bi2Fe4O9粉体物相组成和晶粒形貌的影响。前驱体经室温干燥2周后于600℃煅烧2 h,可得纯相Bi2Fe4O9粉体。氢氧化钠作沉淀剂时制备的Bi2Fe4O9晶粒为亚微米棒,其长度为0.4~4μm,横向尺寸为0.3~0.45μm。氨水作沉淀剂时制备的Bi2Fe4O9晶粒呈球形,其粒径范围为100~200 nm。干压成型、无压烧结制备了纯相Bi2Fe4O9陶瓷。研究了烧结气氛对Bi2Fe4O9陶瓷铁电、介电性能的影响。结果表明:氮气气氛下烧结的Bi2Fe4O9陶瓷剩余极化值Pr最大,达到0.83μC·cm-2;氧气气氛下烧结的陶瓷剩余极化值最小,为0.13μC·cm-2;空气中烧结的Bi2Fe4O9陶瓷的剩余极化值Pr为0.29μC·cm-2。介电频谱表明在测试频率为5 kHz~1 MHz范围内,三种烧结气氛下Bi2Fe4O9陶瓷的介电常数介于14到37之间,且εr(Air)<εr(N2)<εr(O2)。Bi2-xNdxFe4O9陶瓷中Nd的掺杂有利于BiFeO3相的产生,并且随着Nd掺杂量的增加,Bi2Fe4O9相和BiFeO3相的晶格常数均变小。铁电介电测试结果表明,当Nd的掺杂量从x=0增大为x=0.1时,铁酸铋陶瓷的漏电流密度从5.9×10-4A·cm-2降到2.4×10-5A·cm-2,其剩余极化值Pr0.35μC·cm-2增大为1.09μC·cm-2;随着Nd的掺杂量的增多,陶瓷介电常数和介电损耗均增大。
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