Sb2O3掺杂BiFeO3-BaTiO3压电陶瓷的结构及电性能研究

摘要

采用传统固相烧结法合成了0.7BiFeO_(3)-0.3BaTiO_(3)+x%Sb_(2)O_(3)(质量分数)陶瓷(BFO-BTO+x Sb,x=0.00~0.20),研究了Sb_(2)O_(3)掺杂对BFO-BTO陶瓷的晶相结构、介电、导电以及压电和铁电性能的影响,并对影响机理进行探讨。结果表明:Sb掺杂导致陶瓷的晶体结构由伪立方相向菱形相转化。Sb的B位取代增加了BFO-BTO+x Sb陶瓷的铁电弛豫性,降低高温损耗,并使居里温度Tc有所降低。导电特性的研究表明,Sb掺杂改变了V×O和Fe 2+的浓度,降低了电导率,但没有改变陶瓷的导电机制,其主要载流子是氧空位。Sb掺杂量x=0.05时,BFO-BTO+x Sb陶瓷表现出最佳的综合电性能:d 33=213 pC/N,k p=28.8%,Q m=38,T c=520℃,P r=24.7μC/cm^(2)。