Pr和Nb共掺杂Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷材料电行为特性研究

摘要

采用高温固相法制备了Pr和Nb共掺杂Bi4Ti3O12铁电陶瓷。利用XRD分析表征了样品物相结构,利用阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试了样品的电性能,并通过对样品电导率与温度的关系进行Arrhenius拟合分析了材料的导电机理。结果表明:Pr和Nb已经完全固溶进入Bi4Ti3O12晶格中,制备的样品均为单一的层状钙钛矿结构。Nb的引入使样品的介电常数变大,介电损耗明显降低,但居里温度变化不大。在Nb掺杂量较小(x≤0.09)时,材料的剩余极化值随着Nb掺杂量增加而增大,当x=0.09时2Pr达到极大值为26μC/cm2,矫顽场为50.3kV/cm。这主要是由于高价态的Nb5+取代B位Ti4+能有效的抑制氧空位的产生。