高TC、高性能压电陶瓷BNT-PZT的制备及微观机制

• 作者: 丁建宁 季万万 张帅 方必军 陆小龙
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 钛镍酸铋-锆钛酸铅( BNT-PZT) 电学性能 铁电相变 拉曼光谱 电子背散射
• 年，卷（期）: 2020,（20）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料
• 页码范围: 20010-20014
• 页数: 5页
• 分类号: TQ174.75
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.19040065

摘要

随着科学技术的进步,能源、航天等领域对高居里温度(TC)、高性能、高稳定性压电器件有极大的需求.本工作通过固相法制备高TC压电陶瓷Bi(Ni1/2Ti1/2)O3-Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(BNT-PZT).通过工艺优化和组分调整发现,1090℃烧结2 h制备的准同型相界(MPB)附近组成的0.25Bi-(Ni1/2Ti1/2)O3-0.75Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(0.25BNT-0.75PZT)陶瓷呈现出最佳的电学性能,且在TC以下具有很好的热稳定性:εm=18944,TC=220.1℃,d33*=487.6 pm/V,d33=510 pC/N,Kp=59.8％.利用升温拉曼光谱研究了0.25BNT-0.75PZT陶瓷的铁电相变机理,发现陶瓷中存在低对称性极性纳米微区或多相共存;电子背散射(EBSD)分析证明0.25BNT-0.75PZT陶瓷的微区相结构为三方相和四方相共存.低对称性极性纳米微区或多相共存导致晶格畸变和极化旋转的能垒降低,使得MPB附近的0.25BNT-0.75PZT陶瓷具有优异的电学性能.