B位Mn/W共掺杂对Bi4Ti3O12铋层状压电陶瓷的电学性能影响

作者：梁志豪; 黄荣厦^*; 张艺

来源：陶瓷学报, 2023, 44(04): 719-726.

DOI：10.13957/j.cnki.tcxb.2023.04.012

• 压电陶瓷
• Bi4Ti3O12
• B位掺杂
• 铁电
• 铋层状结构

采用直接反应烧结法制备Mn/W共掺杂的Bi4Ti3-x(Mn1/3W2/3)xO12(BITMW-100x,0.01<x<0.07)铋层状高温压电陶瓷，研究Mn/W掺杂含量对BITMW-100x陶瓷的结构和电学性能的影响。XRD图谱结果显示，所有样品均表现出单一相。随着Mn/W掺杂含量的增加，SEM图谱中观察到陶瓷晶粒的尺寸呈现先变大后变小的趋势。介温图谱中发现Mn/W的掺杂能有效抑制Bi4Ti3O12陶瓷样品的介电损耗，同时居里温度也呈现小幅度下降。Mn/W在取代Ti离子后能减少Bi4Ti3O12陶瓷的氧空位缺陷浓度，减少氧空位对电畴的钉扎效应，提升压电系数。当Mn/W掺杂含量x=0.05时，陶瓷样品具有最佳的综合性能：介电损耗(tanδ)为0.7%，居里温度为674℃，压电常数(d33)为18.1 pC·N-1，同时压电常数具有良好的热稳定性。

• 单位
  广东工业大学