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锰对改善 CaBi₄Ti₄O₁₅高温压电陶瓷性能的研究

顾大国 , 李国荣 , 郑嘹赢 , 曾江涛 , 丁爱丽 , 殷庆瑞

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00626

采用固相法制备了Mn改性的CaBi₄Ti₄O₁₅(CBT+x mol% MnCO₃)层状压电陶瓷. 介电温谱显示所有样品居里点在780℃附近, 并且发现该材料在110K处有一介电弛豫峰. Mn的加入显著降低了高温下的介电损耗, 剩余极化轻微降低, 室温介电常数从173减小到162, 同时机械品质因子由2700增加到4400, 显示了硬性掺杂的效果. 在100~600℃范围内, x=1.0的样品比纯组分的电阻率提高了一个数量级以上, 500℃的电阻率提高了约2个数量级(10⁸Ω·cm), 电阻率对温度的Arrhenius拟合由两段过渡到三段, 压电系数d₃₃由7提高到14.5. 实验结果表明, Mn改性的CBT在高温传感器等领域具有应用前景.

关键词: 压电陶瓷 , Mn-modified , resistivity , CaBi₄Ti₄O₁₅

锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究

顾大国 , 李国荣 , 郑嘹赢 , 曾江涛 , 丁爱丽 , 殷庆瑞

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.03.042

采用固相法制备了Mn改性的CaBi4Ti4O15(CBT+xmol%MnCO3)层状压电陶瓷.介电温谱显示所有样品居里点在780℃附近,并且发现该材料在110K处有一介电弛豫峰.Mn的加入显著降低了高温下的介电损耗,剩余极化轻微降低,室温介电常数从173减小到162,同时机械品质因子由2700增加到4400,显示了硬性掺杂的效果.在100～600℃范围内,x=1.0的样品比纯组分的电阻率提高了一个数量级以上,500℃的电阻率提高了约2个数量级(108Ω·cm),电阻率对温度的Arrhenius拟合由两段过渡到三段,压电系数d33由7提高到14.5.实验结果表明,Mn改性的CBT在高温传感器等领域具有应用前景.

关键词: 压电陶瓷 , 硬性掺杂 , 电阻率 , CaBi4Ti4O15

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