【摘 要】
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钙钛矿结构BiFeO3-BaTiO3固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系。长期以来,低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用。本文通过添加Bi(Zn1
【机 构】
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东华大学物理系,东华大学功能材料研究所
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(61771122)
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钙钛矿结构BiFeO3-BaTiO3固溶体是一种可能的高温、无铅铁电压电陶瓷材料体系。长期以来,低直流电阻、高介电损耗制约了它的电学性能实验测量和工程应用。本文通过添加Bi(Zn1/2Ti1/2)O3钙钛矿氧化物第三组元、锰掺杂和工艺条件优化,采用改进的固相反应电子陶瓷工艺,制备了具有工程应用需求的低介电损耗的多种组分BiFeO3-Bi(Zn1/2Ti1/2)O3-BaTiO3 （BF-BZT-BT）三元固溶体陶瓷材料。X射线衍射测量表明它们形成了单一的三方钙钛矿相,耐压测量表明它们在120℃高温击穿场强大于8×103 V/mm。其中,摩尔分数0.8%Mn掺杂0.74BF-0.04BZT-0.22BT铁电陶瓷的压电性能为:d33=78 pC/N,ε33T/ε0=254,tanδ=0.008,TC=630℃,压电响应是目前商用钛酸铋系压电陶瓷K-15的4.2倍;摩尔分数0.7%Mn掺杂0.69BF-0.04BZT-0.27BT陶瓷的压电性能为:d33=130 pC/N,ε33T/ε0=542,tanδ=0.025,TC约510℃,压电响应是目前商用偏铌酸铅压电陶瓷K-81的1.5倍。
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