收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

工艺控制对钛酸镧铋陶瓷显微结构和性能影

牛志伟  
【摘要】:层状结构族化合物钛酸镧铋材料因具有优良的铁电、压电性能及高居里温度等特点而广受重视。固相法制备的Bi4Ti3O12陶瓷样品在900℃烧结就可以达到90%以上的相对密度,而La掺杂的Bi3.25La0.75Ti3O12陶瓷则需要1100℃以上的烧结温度。烧结添加剂和二次烧结工艺是制备致密化陶瓷的常用技术途径。本文探究了添加剂SiO2和二次烧结对Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的相组成,相对密度,显微结构,介电性能和铁电性能的影响。采用沉淀法制备了掺镧钛酸铋(Bi3.5La0.5Ti3O12,BLT)粉体,并对添加1.0wt%SiO2的掺镧钛酸铋坯体进行了不同烧结工艺实验,研究结果表明,加入烧结添加剂后,当第二次烧结温度在980℃到1020℃阶段内,材料的相对密度随着烧结温度升高而显著增大,但当烧结温度超过1020℃时,材料的相对密度提高趋势变缓。随着第二次烧结温度的提高,Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的铁电性能也是逐渐提高的,当烧结温度为1060℃,Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余极化强度Pr的值是9.8μC/cm2,相应的矫顽场Ec的值为63.7 kV/cm。在烧结温度为1040℃时,随着烧结时间的延长,晶粒的片状结构逐渐发展为椭球形或厚片状,相对理论密度略有下降,材料介电性能和铁电性能变化不大。在相同烧结条件下(1040℃/2h,二次烧结),加入1.0%SiO2的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余极化强度Pr的值为7.1μC/cm2,略低于相同条件下不加烧结添加剂的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的Pr值(11.0μC/cm2),说明SiO2添加剂没有改善材料的铁电性能,这可能与SiO2能明显促进Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷晶粒的长大,导致两种试样的显微结构具有较大差异有关,也可能与氧空位缺陷或其他缺陷钉扎畴壁效应的大小有关。分析不同烧结工艺的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的介电温谱发现,居里温度点均随着测试频率的升高向低温方向移动。但在两次烧结(烧结温度为1060℃)与氧化硅添加剂的协同作用下,测试频率为1kHz时,发现Tc下最大介电常数值高达24400,其值是100kHz测得的最大介电常数数值(2070)的12倍。分析了介电温谱中100℃~350℃温度区间损耗因子随温度的变化规律并拟合了相关的激活能数据,结果说明不同烧结工艺的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷,添加SiO2作为烧结助剂后,氧空位的激活能从0.66eV升高为0.83eV,预期可以降低材料中氧空位浓度,但二次烧结工艺和添加SiO2的协同作用使得Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷损耗峰增高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 孙嘉彦,胡浩,杨霏;钛酸镧烧结物中游离氧化镧的测定[J];岩矿测试;1990年02期
2 石国英;朱晓旭;;钛酸镧氧氮化物粉体的制备与表征[J];硅酸盐通报;2009年03期
3 宋祥云;温树林;;锆钛酸镧铅结构象和缺陷[J];化学学报;1985年03期
4 熊惠芳;蒋力立;唐新桂;刘秋香;;溶胶-凝胶法制备钛酸镧铅薄膜及其介电调谐特性[J];稀有金属材料与工程;2008年S2期
5 孙嘉彦,马娟,孙备备,袁蓉;钛酸镧烧结物中未化合氧化镧含量的测定[J];理化检验(化学分册);1997年04期
6 ;[J];;年期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 牛志伟;工艺控制对钛酸镧铋陶瓷显微结构和性能影[D];青岛大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978