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复合层状Bi7Ti4NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

张丽娜 赵苏串 郑嘹赢 李国荣 殷庆瑞

复合层状Bi7Ti4NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

张丽娜, 赵苏串, 郑嘹赢, 李国荣, 殷庆瑞
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-09-24
  • 修回日期:  2004-10-18
  • 刊出日期:  2005-05-10

复合层状Bi7Ti4NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

  • 1. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海 200050
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2002CB613307)资助的课题.

摘要: 制备了Bi7Ti4NbO21,Bi4Ti3O12及Nb掺杂Bi4Ti3O12(Nb-Bi4Ti3O12)层状结构铁电陶瓷材料.结合Nb-Bi 4Ti3O12的介电温谱和 退极化实验结果,研究了Bi7Ti4NbO21的晶体结构 对其介电、压电性能的影响 .高分辨透射电镜结果表明,在Bi7Ti4NbO21中, 沿着c轴方向,(Bi2Ti3O10)2-和(BiTiNbO7)2-两个类钙钛矿层分别 与(Bi2O2)2+层叠加堆积而成.这种晶体结构决定了Bi7Ti4NbO21的 介电温谱在668℃和845℃出现介 电双峰.结合极化样品的退化实验分析,说明材料在这两个温度附近发生了铁电—铁电相变 、铁电—顺电相变,分别是(Bi2Ti3O10)2-和(BiTiNbO7)2-层状 结构发生微观结构相变的结果.在退极化过程中,由于受热时钙钛矿层内空位引起的缺陷偶 极子的定向排列受到破坏,引起材料部分退极化,表现为300℃热处理后Bi7Ti 4NbO 21的压电活性降低了10%,显示了室温下材料的压电性能来源于自发极化的固有电 偶极子和缺陷偶极子的共同贡献.

English Abstract

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