1、本文采用固相燒結工藝制備了A位復合離子取代0.95(Bi0.5Na0.5)1-x(Li0.5Nd0.5)xTiO3-0.05BaTiO3(簡寫為BNTLNx-BT5)無鉛壓電陶瓷。系統(tǒng)地研究A位復合離子(Li0.5Nd0.5)2+取代對0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaTiO3陶瓷的晶體結構、鐵電性能和壓電、介電特征的影響,并探討了A位復合改性對介電、壓電性能的作用機理。主要創(chuàng)新點和結果如下:
　　研究了A位復合離

2、子(Li0.5Nd0.5)2+取代對BNTLNx-BT5(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.1)陶瓷的顯微結構、壓電和介電性能的影響。XRD結果表明:在x=0.01~0.03時,BNTLNx-BT5陶瓷存在一個斜方六面體結構與偽立方結構共存的準同型相界(MPB)。SEM結果表明:適量(Li0.5Nd0.5)2+復合離子取代促進晶粒增長,在x=0.07時,樣品的晶粒尺寸達到最大值(~9μm)。適量的(Li0.5Nd0.5

3、)2+離子取代能誘導BNTLNx-BT5陶瓷的介電彌散指數(shù)γ的增加。在x=0.07時,BNTLNx-BT5陶瓷擁有最佳的壓電常數(shù) d33=135pC/N和最高的彌散指數(shù)γ=1.90。(Li0.5Nd0.5)2+復合離子取代導致BNTLNx-BT5陶瓷的介電常數(shù)εr和介電損耗tanδ逐步增加。
　　研究了極化電場Epol對BNTLNx-BT5陶瓷塊狀和粉末的晶體結構的影響。極化電場誘導電疇的有序化和誘導“偽宏疇”的形成,導致 BNT

4、LNx-BT5體系的塊狀與粉末都出現(xiàn)了分峰及峰強的變化。研究了極化電場對BNTLN0.01-BT5陶瓷的晶體結構、壓電介電性能的影響。當Epol=20kV/cm時,由于大量納米疇組合成“偽宏疇”,且“偽宏疇”的有序度高,(003)/(021)峰的強度比值大于1,樣品的壓電常數(shù)d33達到飽和(d33=124pC/N)。當Epol≥30kV/cm時,(003)/(021)峰的強度比值略有降低,壓電常數(shù)d33降低。室溫介電常數(shù)的頻率依賴性Δε

5、r隨極化電場Epol的提高而弱化。Epol致使電疇的尺寸增加,導致介電頻率依賴性隨溫度提高而降低。
　　研究了燒結溫度(Ts=1070,1100,1130,1160oC)對BNTLN0.03-BT5陶瓷的晶體結構、形貌和壓電介電性能的影響。結果表明:當Ts=1070~1110oC時,樣品具有斜方六面體結構,而當Ts=1130~1160oC時,樣品晶體結構為偽立方結構。在Ts=1130oC時,BNTLN0.03-BT5樣品表現(xiàn)出了最

6、佳的壓電性能d33=140pC/N,kp=0.30,Qm=218, kt=0.55。隨著 Ts的提高,樣品的介電常數(shù)εr和介電損耗 tanδ緩慢增加。此外,在25oC≤T≤200oC的溫度范圍內,樣品介電頻率依賴性隨溫度的提高逐漸降低。樣品的彌散指數(shù)γ隨著燒結溫度的提高而逐漸增大。
　　研究了退火溫度(Ta=25、800、850、900、950、1000oC)對 BNTLN0.03-BT5陶瓷的晶體結構、壓電和介電特征的影響。在