A位Sm掺杂对0.93Na0.5Bi0.5TiO3-0.07BaTiO3陶瓷微结构及电学性能的影响

• 作者: 卢晓鹏 周昌荣 杨玲 王华 窦闰镨 许积文
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: BNT-BT Sm掺杂 储能 铁电
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 528-534
• 页数: 7页
• 分类号: TQ174
• 字数: 3704字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20170343

摘要

采用固相反应烧结方法制备了 Sm 掺杂的[(Na0.5Bi0.5)0.93Ba0.07]1-xSmxTiO3(BNBST)无铅介电储能陶瓷, 系统研究了Sm掺杂含量对BNBST陶瓷的相结构、微观结构、铁电、介电、储能和交、直流电导的影响.研究结果表明: 制备的陶瓷样品具有单一的钙钛矿结构, Sm掺杂固溶于(Na0.5Bi0.5)0.93Ba0.07TiO3基材的晶格A位; 晶粒生长被Sm掺杂抑制, 平均晶粒尺寸在2 μm内, 且均匀致密; Sm掺杂显著降低了剩余极化和矫顽场, 表现出双电滞回线特性, 但饱和极化也略有降低; 储能密度和效率随Sm掺杂量增加先增大后减小, 在x=0.02和电场为70 kV/cm时获得最大储能密度0.70 J/cm3, 其效率为40%; BNBST陶瓷具有明显的弛豫铁电体特征, 其介电常数峰Tm随掺杂量增加而降低且平坦化; BNBST陶瓷的绝缘性有较强的温度依赖性, 300℃以下具有良好的绝缘性.