Gd、Ti共掺杂铁酸铋陶瓷中尺寸效应对电学性能的影响

作者：薛飞; 田娅晖^*; 郭芳芳; 邱岚; 汪炜军; 刘美莲

来源：电子元件与材料, 2023, 42(11): 1308-1314+1319.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2023.0175

• Bi_(0.8)Gd_(0.2)Fe_(0.95)Ti_(0.05)O_3
• 尺寸效应
• 正交相
• 弛豫铁电体
• 储能

分别采用传统固相法和放电等离子烧结法制备了Bi0.8Gd0.2Fe0.95Ti0.05O3(BGFT)陶瓷，对其结构、微观形貌、介电性能、弛豫特性、阻抗谱及储能性能进行了深入分析。结果表明：采用放电等离子烧结制备出了BGFT纳米陶瓷，平均晶粒尺寸约为120 nm;传统工艺制备出了粗晶BGFT陶瓷，平均晶粒尺寸约为2μm。相比粗晶BGFT陶瓷，BGFT纳米陶瓷呈现明显的弛豫特性，具有更高的相对介电常数(约282)和更低的介电损耗(0.018)。阻抗谱拟合结果显示，粗晶BGFT陶瓷和BGFT纳米陶瓷的主导缺陷均为氧空位。由于晶粒尺寸的降低，BGFT纳米陶瓷在晶界处出现弛豫铁电相，储能特性显著提升(储能密度为105 mJ/cm3,储能效率为80.2%),并且具有很高的温度稳定性。

• 单位
  江西科技学院; 材料学院; 现代教育技术中心