复合离子(NaCe)取代SrBi4Ti4O15陶瓷的介电、铁电、压电特性研究

作者：郇正利; 闫锋; 王文林; 陆宏婷; 王春明^*

来源：电子元件与材料, 2019, 38(03): 34-39.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.03.006

• 钛酸铋锶
• 无机非金属材料
• 无铅压电陶瓷
• 铁电体
• 介电特性
• 压电系数

利用普通陶瓷工艺制备了A位复合离子(NaCe)取代的Sr1-x(NaCe)x/2Bi4Ti4O15(x=0.00～0.20)压电陶瓷,研究了(NaCe)对SrBi4Ti4O15(SBT)陶瓷的介电、铁电和压电特性的影响。研究表明,复合离子(NaCe)的取代降低了SBT陶瓷的介电损耗tanδ,降低了SBT陶瓷的矫顽电场Ec,提高了SBT陶瓷的压电系数d33。纯的SBT压电陶瓷的矫顽场Ec=94 kV/cm,复合离子(NaCe)取代的SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷的矫顽场Ec=70 kV/cm。随着复合离子(NaCe)含量的增加,SBT的压电性能先增加,然后减小。在x=0.10组分处,SBT-NaCe(x=0.10)陶瓷具有最大的压电系数d33=28 pC/N,约为纯的SBT陶瓷压电系数(d33约15 pC/N)的两倍,其居里温度TC为510℃。复合离子(NaCe)取代SBT陶瓷压电性能的提高归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的矫顽电场,使得SBT压电陶瓷更容易极化,从而发挥其潜在的压电性能。同时,压电性能的提高还归因于复合离子(NaCe)的取代降低了SBT压电陶瓷的介电损耗和漏电流。材料的退火实验表明:复合离子(NaCe)取代的SrBi4Ti4O15压电陶瓷在400℃以下具有较好的压电性能温度稳定性。

• 单位
  晶体材料国家重点实验室; 中国电子科技集团公司第四十六研究所