Mn改性Na（0.5）Bi（2.5）Nb2O9高温压电陶瓷的研究.pdf

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1、第27卷第8期无机材料学报V01．27NO．82012年8月JournalofInorganicMaterialsAug．，2012文章编号：1000—324X(2012)08—0827—06D0I：10．3724／SP．J．1077．2012．11660Mn改性Nao．5Bi2．5Nb2O9高温压电陶瓷的研究江向平，温佳鑫，陈超，涂娜，李小红(景德镇陶瓷学院材料工程系，江西省先进陶瓷材料重点实验室，号德镇333001)摘要：采用固相法获得了Mn改性的Nao．5Bi2．5Nb2O9(NBN+xmo1％MnCO3，0≤≤10．0)铋层状压电陶瓷，并系统地研究了Mn(掺杂)对

2、NBN基陶瓷显微结构与电性能的影响．结果表明，所有获得的样品都是居里点在700~C以上的单一相铁电体．加入Mn显著地提高了NBN系列陶瓷的机械品质因素Q，明显改善了陶瓷的压电与机电性能．当MnCO掺杂量为8．Omo1％时，陶瓷获得最佳电性能：tan~=0．749％，d33=20pC／N，Q-3120，kp=12．37％，kt=21．09％，Pr=7．01pClcm．NBN+xmo1％MnCO38．0)陶瓷经700~C退极化处理后，其西3保持为原来的75％(~15pC／N)，表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景．关键词：压电陶瓷：微观结构；机电性能；铁电性能；Nao5B

3、i25Nb209中图分类号：TQ174文献标识码：APiezoelectricPropertiesofMn-modifiedNa0sBi2sNb209forHighTemperature．．ApplicationsJIANGXiang—Ping，WENJia—Xin，CHEN—Chao，TU—Na，LIXiao—Hong(JiangxiKeyLaboratoryofAdvancedCeramicMaterials，DepartmentofMaterialScienceandEngineering，JingdezhenCeramieInstitute，Jingdezhen3

4、33001，China)Abstract：Bismuthlayer．structuredferroelectricceramicsNao5Bi25Nb2O9(NBN+xmo1％MnCO3，0≤≤10．0)weresynthesizedby~aditionalsolidstatereaction．TheefectsofMnadditiononthemicrostructureandelectricalpropertiesofceramicswereinvestigatedindetail．Theresultsshowedthatalltheceramicsampleswer

5、esingle—phaseferroelectricswithhighCuriepoints(≥7oo℃)．WiththeadditionofMnCO3，themechanicalqualityfactor,piezoelectricactivityandelectromechanicalpropertiesofNa05Bi25Nb2O9一basedceramicsareenhancedsignificantly．Besides，theNBN+8．0mo1％MnCO3ceramicexhibitstheoptimumelectricalproperties：tanc~=0

6、．749％，d33=20pC／N，Qm=3120，kp=12．37％，21．09％，Pr：7．01pC／cm2．Afterannealingat7000C，the如3valueofNBN+8．0mo1％MnCO3ceramicremains75％(～15pC／N)，whichindicatesthatthisceramicisapromisingmaterialforhightemperatureapplications．Keywords：piezoelectricceramics；microstructure；electromechanicalproperties；fe

7、rroelectricproperties；Nao5Bi25Nb209．自1949年AuriviUius发现铋层状结构化合物以广泛关注．铋层状(BLSFs)材料具有高居里温度、机来，其有趣的结构特性及高居里温度引起了人们的电耦合系数，较好的抗疲劳等特性，适合做压力传收稿日期：2011．1O一24；收到修改稿日期：2011—12—10基金项目：国家自然科学基金(50862005、51062005、91022027)；江西省高等学校“先进陶瓷材料”科技创新团队；江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划项目(2010DD008o0