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铁电体是一类重要的功能材料。目前己发现的铁电体多达上千种，广泛的分布于7个晶系之中。铁电体具有极大的介电系数、明显的介电可调谐性、优异的压电性、热释电性、铁电性等独特的特征，可以应用于电子学、光学、声学等方面以及信息存储与数据处理、、显示、微驱动、微机械和微电子机械系统等各个领域。Bi4Ti3O12以其高的居里温度、优良的耐疲劳性能和不含铅等优点而引起人们的关注。
本文选择Bi4Ti3O12为研究对象，以离子掺杂和结构定向两种不同的方法对Bi4Ti3O12进行了改性研究。文章主要采用熔盐法制备了各向异性的Bi4Ti3O12粉体，将该粉体烧结得到电性能良好、晶粒取向生长的Bi4Ti3O12织构陶瓷。研究了煅烧温度、熔盐含量及Bi2O3过量等因素对粉体显微形貌的影响，并探讨了预烧粉体形貌对陶瓷显微组织结构和电性能的影响。另外，作为对比，研究了不同摩尔比的Sm3+离子掺杂对Bi4Ti3O12显微结构和性能的影响。
以Sm3+作为掺杂离子，用传统的固相烧结工艺制备了Bi4Ti3O12陶瓷，研究了掺杂离子摩尔浓度与陶瓷铁电介电性能之间的关系。结果表明，Sm3+掺杂可以显著改善Bi4Ti3O12的铁电介电性能。随着Sm3+掺杂量的增加，Bi4Ti3O12陶瓷的介电常数不断增大，介电损耗显著降低，剩余极化强度大大提高。但是Sm3+的掺杂量存在最佳值，当掺杂量为x=0.8时，Bi4Ti3O12陶瓷的铁电介电性能达到最理想的状态。
采用熔盐法制备了Bi4Ti3O12粉体，研究了制备工艺参数与Bi4Ti3O12粉体晶粒的形貌和尺寸之间的关系。结果表明，Bi4Ti3O12粉体的显微组织形貌和尺寸与煅烧温度、熔盐含量、Bi2O3过量程度等工艺参数关系密切。当煅烧温度为850℃，熔盐与反应原料的质量比为1：1，Bi2O3过量8wt％时，晶粒尺寸分布均匀，分散性好，直径与厚度比值较大，直径约8μm，厚度为1μm左右，是非常理想的模板晶粒。通过对影响Bi4Ti3O12形貌多个因素的系统研究，最终实现了通过工艺参数对Bi4Ti3O12粉体显微组织形貌和尺寸的控制。Bi4Ti3O12在熔盐中生长时遵循Ostwald熟化机理，大晶粒不断长大，小晶粒逐渐消失，大晶粒通过吞噬小晶粒来实现自身的成长。另外，Bi4Ti3O12晶粒表面的不完整性是促进晶粒长大的驱动力之一。
以熔盐法预烧后得到的粉体为起始原料烧结陶瓷。研究了预烧粉体的不同工艺参数对陶瓷显微结构和性能的影响。熔盐法制备的粉体烧结成的陶瓷，出现了明显的织构生长现象，并且陶瓷烧结致密性较好。粉体的煅烧温度，熔盐含量和Bi2O3过量程度对陶瓷的显微结构和性能产生了重大影响。陶瓷取向度和介电性能随着煅烧温度，熔盐含量和Bi2O3过量的增加而增大，当煅烧温度为900℃，熔盐与反应原料的质量比为1：1，Bi2O3过量6wt％时，陶瓷致密性较好，取向度和介电性能最优，此时取向度为0.82，介电常数为252，介电损耗较小0.0056。烧结过程中，熔盐法制备的粉体可以作为模板晶粒，促进Bi4Ti3O12的织构化生长。