發(fā)布時(shí)間：2018-01-26 04:06

  本文關(guān)鍵詞： 鈦酸鑭鉍 工藝控制 顯微結(jié)構(gòu) 介電性能 鐵電性能　出處：《青島大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：層狀結(jié)構(gòu)族化合物鈦酸鑭鉍材料因具有優(yōu)良的鐵電、壓電性能及高居里溫度等特點(diǎn)而廣受重視。固相法制備的Bi4Ti3O12陶瓷樣品在900℃燒結(jié)就可以達(dá)到90%以上的相對(duì)密度,而La摻雜的Bi3.25La0.75Ti3O12陶瓷則需要1100℃以上的燒結(jié)溫度。燒結(jié)添加劑和二次燒結(jié)工藝是制備致密化陶瓷的常用技術(shù)途徑。本文探究了添加劑SiO2和二次燒結(jié)對(duì)Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的相組成,相對(duì)密度,顯微結(jié)構(gòu),介電性能和鐵電性能的影響。采用沉淀法制備了摻鑭鈦酸鉍(Bi3.5La0.5Ti3O12,BLT)粉體,并對(duì)添加1.0wt%SiO2的摻鑭鈦酸鉍坯體進(jìn)行了不同燒結(jié)工藝實(shí)驗(yàn),研究結(jié)果表明,加入燒結(jié)添加劑后,當(dāng)?shù)诙螣Y(jié)溫度在980℃到1020℃階段內(nèi),材料的相對(duì)密度隨著燒結(jié)溫度升高而顯著增大,但當(dāng)燒結(jié)溫度超過(guò)1020℃時(shí),材料的相對(duì)密度提高趨勢(shì)變緩。隨著第二次燒結(jié)溫度的提高,Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的鐵電性能也是逐漸提高的,當(dāng)燒結(jié)溫度為1060℃,Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余極化強(qiáng)度Pr的值是9.8μC/cm2,相應(yīng)的矯頑場(chǎng)Ec的值為63.7 kV/cm。在燒結(jié)溫度為1040℃時(shí),隨著燒結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng),晶粒的片狀結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)展為橢球形或厚片狀,相對(duì)理論密度略有下降,材料介電性能和鐵電性能變化不大。在相同燒結(jié)條件下(1040℃/2h,二次燒結(jié)),加入1.0%SiO2的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余極化強(qiáng)度Pr的值為7.1μC/cm2,略低于相同條件下不加燒結(jié)添加劑的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的Pr值(11.0μC/cm2),說(shuō)明SiO2添加劑沒(méi)有改善材料的鐵電性能,這可能與SiO2能明顯促進(jìn)Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷晶粒的長(zhǎng)大,導(dǎo)致兩種試樣的顯微結(jié)構(gòu)具有較大差異有關(guān),也可能與氧空位缺陷或其他缺陷釘扎疇壁效應(yīng)的大小有關(guān)。分析不同燒結(jié)工藝的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的介電溫譜發(fā)現(xiàn),居里溫度點(diǎn)均隨著測(cè)試頻率的升高向低溫方向移動(dòng)。但在兩次燒結(jié)(燒結(jié)溫度為1060℃)與氧化硅添加劑的協(xié)同作用下,測(cè)試頻率為1kHz時(shí),發(fā)現(xiàn)Tc下最大介電常數(shù)值高達(dá)24400,其值是100kHz測(cè)得的最大介電常數(shù)數(shù)值(2070)的12倍。分析了介電溫譜中100℃~350℃溫度區(qū)間損耗因子隨溫度的變化規(guī)律并擬合了相關(guān)的激活能數(shù)據(jù),結(jié)果說(shuō)明不同燒結(jié)工藝的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷,添加SiO2作為燒結(jié)助劑后,氧空位的激活能從0.66eV升高為0.83eV,預(yù)期可以降低材料中氧空位濃度,但二次燒結(jié)工藝和添加SiO2的協(xié)同作用使得Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷損耗峰增高。
[Abstract]:The layered structure compound lanthanum and bismuth titanate has excellent ferroelectricity. The piezoelectric properties and the high Curie temperature have attracted much attention. The Bi4Ti3O12 ceramic samples prepared by solid phase method can be sintered at 900 鈩，

本文編號(hào)：1464627