Ca含量对(Ba_(1-x)Ca_(x))(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_(3)-BiFeO_(3)无铅压电陶瓷微结构和电学性能的影响

摘要

笔者采用传统固相法制备了0.99(Ba_(1-x)Ca_(x))(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_(3)-0.01BiFeO_(3)(BC_(x)ZT,x=0.00,0.06,0.12,0.18)无铅压电陶瓷,系统地研究了Ca含量对陶瓷相结构、微观形貌和电学性能的影响。研究结果表明:所有样品均为ABO_(3)钙钛矿结构固溶体,无其他杂相存在;随着Ca含量的增加,陶瓷晶体结构从三方相向四方相转变。Ca的加入对频率色散影响不明显,具有良好的频率稳定性。通过拟合修正后的Curie-Weiss定律,研究介电弛豫特性,γ值由1.76降到1.61,说明陶瓷弛豫程度下降。Ca取代Ba后,d_(33)和k_(p)均呈现先增加后减小的变化趋势,当x=0.12时获得最佳电学性能:ε_(r)=4448、tanδ=0.013、d_(33)=207pC/N、k_(p)=0.24。从P-E曲线观察出,P_(r)和E_(c)都先增后减,在Ca含量为0.12时,P-E曲线最为饱和,铁电性能最佳:P_(r)=1.7μC/cm^(2),E_(c)=0.30kV/mm。