Na0.5Bi8.5Ti7O27共生铋层状压电陶瓷的电导和弛豫机制研究

摘要

铋层状压电陶瓷在高温电子器件领域中占有十分重要的,其高温电导和弛豫行为对陶瓷的电学性能有着直接影响.本文采用固相法制备了Na0.5Bi8.5Ti7O27共生铋层状无铅压电陶瓷,通过X射线衍射、X射线光电子能谱以及高温阻抗等测试手段,系统地研究了陶瓷内部的缺陷与其电导和弛豫的内在联系.结构分析表明陶瓷样品形成了单一的铋层状结构,其内部存在少量的Wi3+离子;阻抗分析表明在400-620℃温度范围内,电导机制源于氧空位一级电离的贡献,其电导激活能为1.11 eV,表现为单一的电导机制,而弛豫机制在相同的温度范围内表现出两种不同机制,在400-540 ℃温度范围内,弛豫机制源于氧空位的短程跃迁,其弛豫激活能为1.12 eV,在540-620 ℃温度范围内,弛豫机制归于Ti离子的变价,其弛豫激活能为0.73 eV.