工藝控制對鈦酸鑭鉍陶瓷顯微結構和性能影.pdf

1、層狀結構族化合物鈦酸鑭鉍材料因具有優(yōu)良的鐵電、壓電性能及高居里溫度等特點而廣受重視。固相法制備的Bi4Ti3O12陶瓷樣品在900℃燒結就可以達到90％以上的相對密度，而La摻雜的Bi3.25La0.75Ti3O12陶瓷則需要1100℃以上的燒結溫度。燒結添加劑和二次燒結工藝是制備致密化陶瓷的常用技術途徑。本文探究了添加劑SiO2和二次燒結對 Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的相組成，相對密度，顯微結構，介電性能和鐵電性能的影響。<

2、br>　　采用沉淀法制備了摻鑭鈦酸鉍（Bi3.5La0.5Ti3O12，BLT）粉體，并對添加1.0wt%SiO2的摻鑭鈦酸鉍坯體進行了不同燒結工藝實驗，研究結果表明，加入燒結添加劑后，當?shù)诙螣Y溫度在980℃到1020℃階段內(nèi)，材料的相對密度隨著燒結溫度升高而顯著增大，但當燒結溫度超過1020℃時，材料的相對密度提高趨勢變緩。隨著第二次燒結溫度的提高，Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的鐵電性能也是逐漸提高的，當燒結溫度為1060

3、℃，Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余極化強度Pr的值是9.8μC/cm2，相應的矯頑場Ec的值為63.7 kV/cm。
　　在燒結溫度為1040℃時，隨著燒結時間的延長，晶粒的片狀結構逐漸發(fā)展為橢球形或厚片狀，相對理論密度略有下降，材料介電性能和鐵電性能變化不大。
　　在相同燒結條件下（1040℃/2h，二次燒結），加入1.0% SiO2的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的剩余極化強度 Pr的值為7.1μC/c

4、m2，略低于相同條件下不加燒結添加劑的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的Pr值（11.0μC/cm2），說明SiO2添加劑沒有改善材料的鐵電性能，這可能與SiO2能明顯促進Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷晶粒的長大，導致兩種試樣的顯微結構具有較大差異有關，也可能與氧空位缺陷或其他缺陷釘扎疇壁效應的大小有關。
　　分析不同燒結工藝的 Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷的介電溫譜發(fā)現(xiàn)，居里溫度點均隨著測試頻率的升高向低溫方向

5、移動。但在兩次燒結（燒結溫度為1060℃）與氧化硅添加劑的協(xié)同作用下,測試頻率為1kHz時，發(fā)現(xiàn)Tc下最大介電常數(shù)值高達24400，其值是100kHz測得的最大介電常數(shù)數(shù)值（2070）的12倍。
　　分析了介電溫譜中100℃~350℃溫度區(qū)間損耗因子隨溫度的變化規(guī)律并擬合了相關的激活能數(shù)據(jù)，結果說明不同燒結工藝的Bi3.5La0.5Ti3O12陶瓷，添加SiO2作為燒結助劑后，氧空位的激活能從0.66eV升高為0.83eV，預期可