A位离子改性对BaBi4Ti4O15陶瓷电学性能的影响

摘要

为了探究Nd3+对BaBi4 Ti4 O15(BBT)陶瓷A位不同元素进行取代所造成的结构以及介电性能的影响,文中采用传统固相法制备了Ba1-x Ndx Bi4 Ti4 O15(BNBT,其中x=0.05,0.10)陶瓷和BaBi4-x Ndx Ti4 O15(BBNT,其中x=0.05,0.10)陶瓷,采用X射线衍射分析仪(XRD)表征材料的相结构,利用HP4294A自动测试系统测试不同频率下的介电常数ε′和介电损耗tanδ 随温度T(室温到500℃)的变化情况.通过修正的居里-外斯定律和洛伦兹经验公式,对Nd3+取代BBT陶瓷的相变过程中产生的介电弛豫现象进行分析与表征.研究结果表明:通过A位改性可以有效改善BBT陶瓷的居里温度和弛豫程度,不同的Nd3+掺杂量以及改性位置对BBT陶瓷结构和电学性能的影响不同,当Nd3+取代BBT陶瓷的Ba2+位时,随着掺杂量的增加,BBT陶瓷的弛豫程度和弥散强度逐渐增强;当Nd3+取代BBT陶瓷的Bi3+位时,BBT陶瓷的弛豫程度逐渐减弱.