Na0.5Bi0.5TiO3基无铅陶瓷的制备及电致伸缩效应研究

作者：曹文萍; 高岩; 王状; 陈尚; 谷吉海^*

来源：包装工程, 2022, 43(13): 1-8.

DOI：10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.13.001

• 钛酸铋钠基陶瓷
• 缺陷
• 电致伸缩效应

目的 在Na0.5Bi0.5TiO3基陶瓷材料中诱导缺陷来提高其电致伸缩性能，在室温下获得性能优异的电致伸缩材料，该材料可用于包装机械物料供给微振动器的研发。方法 利用传统固相合成法制备0.7(Bi0.5Na0.5)Ti0.9Mn0.1O3-0.3Sr((1-3x/2))Bix□x/2TiO3(NBT-SBxT-Mn)陶瓷。通过掺杂Sr((1-3x/2))Bix□x/2TiO3，在陶瓷中形成VA-VO局部缺陷，获得具有极性纳米微区的非极性相结构。同时，通过掺杂MnO在陶瓷中形成Mn-VO缺陷偶极子，获得滞后小的电致伸缩应变。结果 所制备的样品均表现出极性纳米微区的非极性相结构和弥散度高于1.80的典型弛豫特征。随着x的增加，氧空位的含量先降低后明显增大。氧空位含量的降低表明在NBT-SBxT-Mn陶瓷中形成了Mn-VO缺陷偶极子。在VA-VO局部缺陷、Mn-VO缺陷偶极子、较高弛豫性及形成的极性纳米微区的共同作用下，组分x=0.07样品的电致伸缩系数高达0.036m4/C2，性能优异。结论通过在NBT基陶瓷材料中诱导缺陷能够有效改善其电致伸缩性能。

• 单位
  中国运载火箭技术研究院; 哈尔滨商业大学