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钨离子掺杂对Ca_(0.7)La_(0.3)Bi_4(Ti_(1-x)W_x)_4O_(15)陶瓷性能的影响

黄新友  陈志刚  郑夏莲  高春华  
【摘要】:用固相法研究了钨离子(W6+)掺杂对铋层状钛酸铋钙镧[Ca0.7La0.3Bi4(Ti1-xWx)4O15,CLBTWx]陶瓷的铁电性能、介电性能和压电性能的影响,得到了W6+掺量与铋层状CLBTWx陶瓷性能的关系。用X射线衍射和扫描电镜研究了W6+掺量对铋层状CLBTWx陶瓷微观结构和物相的影响,探讨了W6+掺杂改性的机理。结果表明:随着W6+掺量的增加,CLBTWx陶瓷的介电常数(ε)先增大后减小;介质损耗(tanδ)先减小后增大;压电应变常数(d33)先增大后减小;剩余极化强度(Pr)先增大后减小然后再增大再减小;矫顽场(Ec)变化规律与Pr的相同。当W6+掺量为0.025mol时,可得到综合性能好的无铅铋层状CLBTWx陶瓷,其烧结温度为1120~1140℃时,CLBTWx陶瓷的ε=183.15;tanδ=0.00446;d33=14×10-12C/N;2Pr=26.7μC/cm2;2Ec=220kV/cm。该类材料适合于制备铁电随机存取存储器和高温高频压电器件。W6+掺杂从生成钙空位或铋空位、形成焦绿石相、促进陶瓷致密化、偏析晶界影响陶瓷晶粒的均匀生长等方面来影响铋层状CLBTWx陶瓷性能和结构。

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