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本文采用激光烧结技术制备了Bi4Ti3O12陶瓷。采用CO2激光直接烧结Bi4Ti3O12陶瓷素坯表面,激光功率密度为22.3~23.8W/cm2,烧结温度为1100℃左右,烧结时间为120~150s。与传统固相反应烧结技术制备的Bi4Ti3O12陶瓷相比,激光烧结制备的Bi4Ti3O12陶瓷致密度较高,相对密度能达到95%,压电性能提高了约60%,达到6.8pC/N,铁电性能的增强表现在矫顽场的明显减小和易于极化,激光烧结Bi4Ti3O12陶瓷的矫顽场为27.5kV/cm。通过X射线衍射、扫描电镜分析了激光烧结Bi4Ti3O12陶瓷的物相、微结构和压电、铁电性能改变的机理。实验结果表明,激光烧结可以作为功能陶瓷烧结的方法之一。
同时,利用单轴向压制备了Bi4Ti3O12陶瓷的柱状传统炉烧体,并进行了激光辐照。对激光辐照前和辐照后柱体进行了不同方向的切割,研究了其各向异性,结果表明:平行压力轴方向的切割片无论铁电性能,还是压电性能都明显高于垂直于压力轴的切割片。激光辐照后的样品,与未辐照的比较,其压电、铁电性能在两个切型方向上都有不同程度的增加。通过对实验现象的深入分析,结合x射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜等表征,探讨了Bi4Ti3O12陶瓷内部出现各向异性的机理。