B位取代CaBi2Nb2O9陶瓷微观结构与电学性能对比研究

作者：邢星河; 彭志航^*; 曹峰

来源：电子元件与材料, 2019, 38(04): 56-63.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.04.009

• B位取代
• 掺杂效应
• 氧空位
• 电性能

CaBi2Nb2O9(CBN)陶瓷居里温度高达940℃,为高温压电应用提供了必要条件。可能起施主作用的Cr,Mo,W,Sb掺杂离子被引入到CaBi2Nb2O9(CBN)陶瓷的晶格中。对掺杂陶瓷的微观结构和电学性质进行了对比研究。SEM图像表明,掺杂的CBN基陶瓷,特别是CBN-W陶瓷的晶粒尺寸,均小于纯CBN陶瓷。W掺杂CBN陶瓷晶胞参数和电学性质结果表明,陶瓷中的W元素应为施主掺杂离子W6+。Sb掺杂CBN陶瓷的晶胞体积和电学性质表明,Sb元素在CBN陶瓷中为+5价。+5价Cr,Mo元素存在于陶瓷中,无法形成+6价的原因可能是由于+6价离子半径较小,易产生晶格失配。W掺杂CBN陶瓷在所有组分中具有最高的d33值,约13 pC/N时。Cr,Mo,Sb掺杂陶瓷也相对CBN基陶瓷具有更高的压电活性。此外,所有掺杂CBN陶瓷均具有良好的热稳定性、较高的居里温度和较低的介电损耗,表明Cr,Mo,W,Sb离子是可改善CBN基陶瓷性能的有效掺杂离子。

• 单位
  中国航天员科研训练中心; 国防科技大学