近年來BiFeO3基無鉛壓電陶瓷以其高的居里溫度（Tc=830℃）而備受關(guān)注。與BaTiO3形成的BiFeO3-BaTiO3固溶體在室溫時存在三方相（R）和偽立方相（PC）共存的相結(jié)構(gòu),因此表現(xiàn)出較好的壓電性能和高的居里溫度（Tc≥600℃）,但其差的絕緣性能和高的介電損耗導(dǎo)致陶瓷難以充分極化和電滯回線的不飽和。因此,有必要研究該體系絕緣性能的提升機(jī)理,以獲得高絕緣性能和低介電損耗的陶瓷。本文擬通過實(shí)驗(yàn)原料優(yōu)化、焙燒溫度優(yōu)化、第三元摻雜以及組元優(yōu)化,制備高絕緣性能和高壓電性能的BiFeO3-BaTiO3基無鉛陶瓷,深入研究實(shí)驗(yàn)原料、焙燒溫度、第三元摻雜和組元優(yōu)化與陶瓷樣品相結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的關(guān)聯(lián),并揭示電學(xué)性能的增強(qiáng)機(jī)理。以BaCO3/TiO2/Bi2O3/Fe2O3（SBC）和納米BaTiO3/Bi2O3/Fe2O3（SBT）為實(shí)驗(yàn)原料,采用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法制備組分在MPB附近的0.7BiFeO3-0.3BaTiO3陶瓷,并系統(tǒng)研究了兩類陶瓷相結(jié)構(gòu)、Bi揮發(fā)行為、反應(yīng)機(jī)理、微觀形貌以及電學(xué)性能。兩種陶瓷表現(xiàn)出不同的反應(yīng)路徑,但均為R和PC兩相共存。相比于傳統(tǒng)的BaCO3/TiO2原料,納... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１壓電效應(yīng)示意圖??－３?－??

會形成正或負(fù)的電荷，且壓力和電荷密度成正比。這種在沒有外電場影響的??情況下，由于機(jī)械應(yīng)力（拉應(yīng)力，壓應(yīng)力，和剪切應(yīng)力）的作用使晶體產(chǎn)生極化，??形成晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)［２２］。晶體的壓電效應(yīng)如圖２－１所示。??與上述情況相反的是，對具有壓電效應(yīng)的介質(zhì)晶體施加外電場，在外電??場的作用下介質(zhì)晶體內(nèi)部的正負(fù)電荷中心產(chǎn)生相對位移，同時介質(zhì)晶體產(chǎn)生??一定程度的形變，根據(jù)施加電場方向的不同會產(chǎn)生伸長或者收縮的形變。介??質(zhì)晶體由外電場而產(chǎn)生的形變的現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)［２２］。??介質(zhì)晶體是否具有壓電效應(yīng)，這取決于介質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)對稱性。??介質(zhì)晶體正因具有非對稱中心才表現(xiàn)出壓電效應(yīng)，在３２種點(diǎn)群中，有２１種??點(diǎn)群是非對稱中心的，其中，４３２點(diǎn)群由于對稱性較高不具有壓電效應(yīng)，其他??２０種點(diǎn)群對應(yīng)的介質(zhì)晶體都具有壓電效應(yīng)。此外含有固有電偶極矩的晶體叫??做極性晶體。在上述的２０種沒有對稱中心的晶體中，僅有１０種是極性晶體，??即晶胞中具有自發(fā)極化。此外

陶瓷不呈現(xiàn)壓電性。極化是指陶瓷在高壓直流電場作用下各晶粒的自發(fā)極化??方向沿著最靠近電場的可能方向排列，并且陶瓷在撤銷施加電場后晶粒內(nèi)仍??保持一定的極化偏轉(zhuǎn)，如圖２－３所示。??ｍｍｍ?ａＶ１??４?ｔ?長??嚇用時艄長，?￣￣Ｙ??（ａ）極化前?極化過程中?（ｃ）極化后??圖２－３壓電陶瓷的極化??壓電陶瓷經(jīng)過極化后具有各向異性，即在不同方向上，每項(xiàng)性能參數(shù)的??數(shù)值不同，因此，壓電陶瓷的各項(xiàng)性能參數(shù)比各向同性的電介質(zhì)陶瓷多，例??如，介電性能參數(shù)有介電常數(shù)和介質(zhì)損耗；壓電性能參數(shù)有壓電常數(shù)和機(jī)電??耦合系數(shù)；彈性性能參數(shù)有彈性常數(shù)和機(jī)械品質(zhì)因子。此外，壓電陶瓷還有??居里溫度ｒｃ、頻率常數(shù)以及老化性能和溫度穩(wěn)定性有關(guān)的參數(shù)等［２５，２６］。現(xiàn)分??別介紹如下：??（１）壓電常數(shù)［２７］??壓電常數(shù)＊３是壓電材料所特有的一個重要參數(shù)，它可以反映材料的壓??電性能。一般來說

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鈧酸鉍—鈦酸鉛高溫壓電陶瓷的性能優(yōu)化及其器件應(yīng)用[D]. 趙天龍.山東大學(xué) 2016

碩士論文
[1]高溫鉍層狀結(jié)構(gòu)SrBi4Ti4O15壓電陶瓷的性能及溫度穩(wěn)定性研究[D]. 曹召鵬.山東大學(xué) 2014



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