W6+掺杂SrBi4 Ti4O15-Bi4 Ti3O12共生铋层状压电陶瓷的结构与电学性能

摘要

采用固相法制备了SrBi8Ti7-xWxO27(SBT-BIT-xW6+,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)共生铋层状压电陶瓷材料,系统研究了W6+掺杂对陶瓷样品的微观结构、介电、压电及铁电性能的影响.研究发现所有样品均为单一的m=3.5的共生铋层状结构,且所有陶瓷均有较高致密性,烧结效果较好.拉曼结果表明引入W6+后优化晶体结构,降低了晶格畸变程度.施主掺杂能有效地降低氧空位浓度,使陶瓷样品介电损耗大幅降低,同时显著地增强了样品的铁电性能和压电性能;当掺杂量x=0.08时,样品的压电常数d33由11 pC/N提高到24.1 pC/N,剩余极化强度2Pr由3.72μC/cm2提至5.54μC/cm2,居里温度Tc由595℃降至554℃.并且当退火温度为500℃时,其d33仍保持23.2 pC/N,约为初始值的96.3％.表明该材料在高温领域具有潜在应用价值.