A位掺杂Sr1-xLa2x/3Bi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

Sr1-xL a2x/3B i4T i4O15(SLBT-x,x=0.00~0.75)陶瓷居里温度(tC)随掺杂量的增加而降低,显示掺杂导致晶格畸变减小,这是由于L a3 取代Sr2 位而产生的A位空位弱化了相邻T iO6八面体的耦合作用所致.样品介电峰峰高随掺杂量增加而降低,峰形宽化,表现出弥散相变的特征,这是由于L a3 和Sr2 离子半径的差异以及高掺杂量下L a3 离子部分进入铋氧层所致.样品的剩余极化(2Pr)在掺杂量为0.3时增加到23.1×10-2C.m-2,同时矫顽场降低到79.6×105V.m-1,高价掺杂所形成的偶极子缺陷使得样品铁电性能明显改善.     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷样品的铁电、介电性能

层状钙钛矿铁电体材料B i4-xN dxT i3O12(x=0.0~0.9)陶瓷样品适量N d掺杂可提高B i4T i3O12(B IT)的铁电性能.当掺杂量为0.6时,样品的剩余极化达到最大值.样品的相变温度(tc)随掺杂量的增加而降低,当掺杂量大于0.6时,tc下降速率增大.随着N d含量的增加(x>0.6),样品的弛豫程度明显提高.N d掺杂降低了样品的氧空位浓度,提高了B IT样品的铁电性能.     

Nb掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了铌掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-x/3Ti4-xNbxO15(SBTN-x),Nb掺杂量x=0.00,0.003,0.012,0.03和0.06.X射线衍射的结果表明,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Nb掺杂未改变SBTi的晶体结构.铁电测量结果表明,Nb掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.03时,2Pr达到最大值24.7μC/cm2,而SrBi4Ti4O15的2Pr仅为15.8μC/cm2,掺杂使2Pr提高近60%.同时,样品的矫顽场几乎不随掺杂量的改变而变化.掺杂后,样品的居里温度变化很小,表明Nb对SrBi_4Ti_4O_(15)的B位掺杂基本未影响材料的热稳定性能.     

Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18陶瓷的铁电介电性能

对Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18(x=0,0.003,0.018,0.048,0.096)陶瓷样品的铁电和介电性能进行了测量.结果表明,Sr2Bi4Ti5O18样品的剩余极化2Pr为0.22 C·m-2,少量Nb掺杂可使样品的2Pr有明显提高,当x=0.018时,2Pr达到最大为0.34 C·m-2.介电损耗随温度的变化关系曲线上存在P1,P2,P3 3个介电损耗峰,分别在70,230,290℃附近.低温部分的2个损耗峰具有介电弛豫的特征,其弛豫机制被认为是点缺陷与畴界之间的相互作用.通过激活参数的计算以及损耗峰随不同Bi过量的变化,可以确定P1,P2峰的弛豫机制与Sr,Ti空位有关.随着Nb掺杂量的增加,P1,P2峰逐渐降低,表明Nb掺杂降低了样品中缺陷的浓度,从而使得样品的2Pr明显提高.     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的制备及其电性能

采用固相烧结法制备了Nd掺杂Bi4-xNdxTi3O12（％=0,0．25,0．5,0．75,1）层状铋系钙态矿无铅介电陶瓷。利用XRD、SEM和宽频IZR数字电桥测试手段研究了Nd掺量、烧结温度和保温时间对Bi4-xNdxTi3O12（BNT）陶瓷晶相、显微结构及介电性能的影响。研究表明,本实验中Nd的最佳质量掺量为0．75,最佳烧结温度为1050℃,保温时间为4h,BNT陶瓷具有良好的介电性能。     

La掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷电学性能的研究

用溶胶-凝胶法制备出了SrBi4-xLaxTi4O15陶瓷,其中x=0.00,0.05,0.10,0.20,0.30。利用XRD,SEM,TH2816型宽频LCR数字电桥等手段研究了陶瓷的显微结构及电学性能。研究结果表明:本工艺技术制备的陶瓷具有层状钙钛矿结构;镧元素的掺入有助于材料的择优取向,掺杂样品的电学性能优于未掺杂样品;且掺量对样品的电学性能有很大影响,当x=0.10时,介电常数、压电常数和剩余极化(Pr)分别为:375(常温下、1 kHz)、4.8 pC.N-1和5.6μC.cm-2,都较其他掺杂量样品的高。     

Bi3.25Nd0.75Ti3O12陶瓷的制备和性能

采用化学共沉淀法制备了掺钕钛酸铋陶瓷粉料,对其相组成和形貌进行研究,进而制备块体陶瓷,对其电学性能和疲劳特性进行分析．结果表明：粉料经550℃烧结后开始结晶,随烧结温度的进一步提高,结晶逐步完善而形成单相层状钙钛矿结构．块体材料的2Pr和Ee值分别为12．56μC／cm^2和29．9V／cm．经过10^11次读／写循环后BNT的Pr值基本上没有下降,说明材料具有良好的抗疲劳特性。     

高取向Bi4Ti3O12陶瓷样品的制备

采用多次球磨、预合成、真空干燥的工艺，制备了(0014)择优取向的Bi4Ti3O12(BTO)陶瓷样品。样品的c取向方向与样品成型时所加压力的方向基本一致；随烧结时间增加，样品的c取向率增大，烧结时间为16h的陶瓷样品的取向率达到0．96；测量了样品与轴线平行和垂直2个方向的电学性能，得到了各向异性的测量结果，为深入研究BTO的微观结构提供了一定条件。     

La2 O3掺杂对BaBi4 Ti4 O15陶瓷压电性能的影响

采用传统固相烧结工艺制备了La掺杂量分别为0,0.1,0.25,0.5 mol的BaBi4Ti4O15 (BBT) 压电陶瓷.通过SEM和XRD分析了BBT陶瓷的表面形貌和物相结构;用介电常数测试仪(LCR)和准静态d33测试仪分别测量了陶瓷的介电常数,介电损耗和压电常数.结果表明:A位La掺杂并未改变BBT陶瓷的晶体结构; 虽然随着La掺杂量的增加(从0～0.5 mol),陶瓷的烧结温度有所提高(从1120℃提高到1150℃),然而它拓宽了BBT陶瓷的烧结温区(从20℃提高到50℃),并细化了陶瓷晶粒; La掺杂量为0.1时,BBLT陶瓷的压电常数比未掺杂的陶瓷增大了将近一倍(13pC/N),同时,与其它掺杂量的BBLT陶瓷相比,该掺杂量的BBLT陶瓷具有同频率下最大的介电常数及最小的介电损耗.     

添加剂对共生结构Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15薄膜的性能及微结构的影响

采用调制金属有机物热分解法(MOD)，Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15(BIT-SBTi)薄膜及添加La元素的薄膜被沉积在Pt／Si村底上．沉积的薄膜在氧气中退火晶化，退火温度为550-700℃．X射线衍射(XRD)和拉曼谱散射被用于分析晶化薄膜的微结构,铁电及介电性能测量采用RT66A测试系统．与未添加镧元素的薄膜比较，在同样的晶化温度下，加添镧的薄膜，其XRD衍射峰少且宽．增加La的含量会导致衍射峰的进一步宽化．然而，XRD和拉曼谱的研究显示，这种添加行为并不会引起明显的晶格畸变．这表明La的加入仅仅是取代恶劣晶体中的Bi或Sr原子，铁电回线测量表明添加与未添加镧元素的薄膜有着相似的矫顽场Ec和剩余极化值sPx．然而，与BIT-SBTi薄膜相比，La75BIT-SBTi薄膜的开关时间更短且与厚度无关，BIT-SBT薄膜的翻转极化值在厚度超过210mm后逐渐减小，而La75BlT-SBTi薄膜的翻转极化值在280nm厚度时达到最大，同样厚度的薄膜，增加外场能会同时增加开关时间和翻转极化值，     

添加剂对共生结构Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15薄膜的性能及微结构的影响

采用调制金属有机物热分解法(MOD),Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15(BIT-SBTi)薄膜及添加La元素的薄膜被沉积在Pt/Si衬底上.沉积的薄膜在氧气中退火晶化,退火温度为550-700 ℃.X射线衍射(XRD)和拉曼谱散射被用于分析晶化薄膜的微结构.铁电及介电性能测量采用RT66A测试系统.与未添加镧元素的薄膜比较,在同样的晶化温度下,加添镧的薄膜,其XRD衍射峰少且宽.增加La的含量会导致衍射峰的进一步宽化.然而,XRD和拉曼谱的研究显示,这种添加行为并不会引起明显的晶格畸变.这表明La的加入仅仅是取代恶劣晶体中的Bi或Sr原子.铁电回线测量表明添加与未添加镧元素的薄膜有着相似的矫顽场Ec和剩余极化值sPx.然而,与BIT-SBTi薄膜相比,La75BIT-SBTi薄膜的开关时间更短且与厚度无关.BIT-SBT薄膜的翻转极化值在厚度超过210 mm后逐渐减小,而La75BIT-SBTi薄膜的翻转极化值在280 nm厚度时达到最大.同样厚度的薄膜,增加外场能会同时增加开关时间和翻转极化值.     

溶胶-凝胶法制备掺钕钛酸铋铁电薄膜及其性能

采用溶胶-凝胶法在FTO/glass 衬底上制备了Bi4 Ti3O12和Bi3.35Nd0.65Ti3O12 (BNT) 薄膜, 研究了Nd 掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的晶体结构、铁电性能和介电常数的影响. XRD 研究表明Nd 掺杂未对薄膜的结晶产生显著的影响.铁电性的测试表明,通过Nd 掺杂,使薄膜的介电性和铁电性得到了增强,剩余极化强度由57.2 μC/cm2 增加到68.4 μC/cm2.     

Bi3.15Nd0.85Ti3O12陶瓷的铁电介电性能研究

采用传统固相反应法制备了Bi3.15Nd0.85TiO12(BNdT)陶瓷.在1 100℃烧结的BNdT陶瓷呈层状钙钛矿结构,致密,晶粒呈扁平状.该陶瓷表现出良好的铁电介电特性,其电滞回线对称,在210 kV/cm测试电场下,剩余极化2Pr和矫顽场Ec分别为45 μC/cm2和67.6 kV/cm.在室温f=100 kHz时,εr=221,tgδ=0.0064.变温介电测试表明居里温度在408℃左右,这一较宽的相变峰,可能是由于氧空位产生的介电弛豫引起的.漏电流测试表明,BNdT陶瓷在低于230 kV/cm电场下,漏电流密度保持在7.5×10-7 A/cm2以下,在低于75 kV/cm电场下,该陶瓷呈现肖特基(Schottky)导电行为.