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Ti掺杂BiFeO₃陶瓷的结构和铁电性能研究

郑朝丹 , 张端明 , 刘心明 , 刘超军 , 余春荣 , 于军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00745

用固相反应法制备了BiFe_1-xTi_xO₃(BFTxO)陶瓷样品，研究了不同Ti掺杂量对BFO陶瓷结构、形貌、铁电性能和铁电-顺电相变温度(T_c)的影响. XRD结果表明，当Ti含量x从0增大到0.2，相的结构由菱方钙钛矿逐渐变为斜方结构. Raman光谱的测试和模拟也证实了掺Ti后晶体结构有向三斜晶系转变的趋势. I-V曲线说明Ti掺杂显著降低了BFO陶瓷的漏电流，当Ti掺杂量为0.05时，漏电流最小，在100V电压下，漏电流密度为7.3×10^－6A/cm². Ti掺杂还增强了BFO陶瓷的铁电性，Ti掺杂量为0.05时的剩余极化强度甚至是纯BFO的两倍. 另外，DTA测试显示，Ti掺杂能影响BFO的铁电顺电相变温度. 随着Ti掺杂量的增加，铁电顺电相变温度逐渐降低.

关键词: BiFe_1-xTi_xO₃陶瓷 , ferroelectric property , leakage conduction

化学共沉淀法制备单相BiFeO3粉体及其高密度单相陶瓷块材的物理性能

刘浩飞 , 代建清

人工晶体学报

通过对Fe3+-Bi3+-NO-3-H2O体系的热力学分析,确定了Bi3、Fe3共沉淀范围为pH =7～12.固定pH =11,采用共沉淀法制备了BiFeO3的前驱体,经过煅烧得到了单相BiFeO3粉体,并进行了粒度和晶体结构的研究.采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)的方法制备出高密度单相BiFeO3陶瓷块材并测试了其介电性能和铁电性能.结果表明,陶瓷块材相对密度为96.7％;陶瓷块材在频率为30 MHz时,介电常数ε为91.9,介电损耗tanδ为0.017;陶瓷块材在室温时具有铁电性.在电场强度为30 kV/cm时,饱和极化强度Ps'=0.40 μC/cm2,剩余极化强度Pr'=0.17 μC/cm2,矫顽场强度EC=16 kV/cm.放电等离子烧结(SPS)出的陶瓷块材比传统常压烧结制备的陶瓷块材更加致密,介电和铁电性能更加优良.

关键词: 热力学分析 , 共沉淀法 , 铁酸铋 , 放电等离子烧结 , 铁电性

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