(Bi0.5Na0.5)0.935Ba0.065TiO3-xBiScO3陶瓷储能及应变性能研究

摘要

本研究采用BiScO3组分对固相烧结工艺制备的(1-x)(Bi0.5Na0.5)0.935Ba0.065TiO3-xBiScO3(BNBT-xBS)无铅陶瓷进行改性,考察了BiScO3掺杂含量对陶瓷的微观结构、储能、场致应变和介电等性能的影响.结果表明:随着BiScO3掺杂含量的增加,BNBT-xBS陶瓷的相结构由三方相与四方相共存演变为伪立方相,无杂相形成,且平均晶粒尺寸略有增大;BiScO3组分的引入破坏了BNBT陶瓷铁电畴的长程有序,表现出弱极化,且伴随有铁电相到弛豫铁电相的相变过程.BiScO3组分提高了储能和应变性能,在70 kV/cm电场下其最大储能密度为0.46 J/cm3,电致应变达到0.25％.介电常数随着掺杂含量的增加逐渐降低,其介电行为也表明陶瓷具有弛豫铁电体特征;BNBT-xBS陶瓷表现出负温度系数效应,且在450℃以下具有较好的绝缘性.