Ce掺杂Na0．25K0．25Bi2．5Nb2O9-0．4wt％Cr2O3高温无铅压电陶瓷的研究.pdf

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1、第33卷第7期硅酸盐通报Vo1．33No．72014年7月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYJuly，2014Ce掺杂Na0．25．25Bi2．5Nb2O9-0．4wt％Cr2O3古日同，皿无铅压电陶瓷的研究陈云婧，江向平，陈超，涂娜，李小红(景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院，江西省先进陶瓷重点实验室，景德镇333001)摘要：采用固相法制备了NaoKo25Bi2．5Nb209-0．4wt％Cr2O3-xwt％CeO2(=0．O0—1．00)高温无铅压电陶瓷，研究了c

2、e掺杂对该系列陶瓷微观结构及电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构陶瓷，适量的ce掺杂明显改善了陶瓷的压电与铁电性能，降低了陶瓷的电导率和介电损耗。当掺杂量=0．50时，样品具有最佳性能：d∞=27pC／N，tan6=0．09％，=7．97％，Q=2637，Tc：656℃，E=46kV／cm和P，=4．4~C／cm，表明该材料在高温领域内具有良好的应用前景。关键词：铋层状；压电陶瓷；微观结构；电性能中图分类号：TQ174文献标识码：A文章编号：1001—1625(2014)07—1594-

3、05StudyonCeDopedNa0K0Bi2Nb2O9-0．4wt％Cr2O3HighTemperature．25．25．5Lead．freePiezoelectricCeramicsCHENYun-jing，JIANGXiang-ping，CHENChao，71UNa，LIXiao—hong(JiangxiKeyLaboratoryofAdvancedCeramicMaterials，DepartmentofMaterialScienceandEngineeringJingdezhenCeram

4、icInstitute，Jingdezhen333001，China)Abstract：Hightemperaturelead—freepiezoelectricceramicsofNa0K025Bi2Nb209-0．4wt％Cr203一．25．5xwt％CeO2(：0．00—1．00)werefabricatedbysolid—statereactionmethod．TheeffectsofCeadditiononthemicrostructureandelectricalpropertiesofc

5、eramicswereinvestigated．Itwasfoundthatalltheceramicsampleshadasinglephaseofbismuthoxidelayeredstructure．ThepiezoelectricactivityandferroelectricpropertiesoftheceramicsweresignificantlyimprovedbyanappropriateamountofCeaddition．Theelectricalconductivityan

6、ddielectriclossdecreasedafterCedoping．Theceramicexhibitedtheoptimumelectricalpropertieswiththedopingcontent=0．50，d33=27pC／N，tant~=0．09％，k。=7．97％，Q=2637，rc=656℃，E=46kV／cmandP=4．4txC／cm，whichdemonstratedthattheceramichadagoodprospectonhigh—temperatureappl

7、ications．Keywords：bismuthlayer—structured；piezoelectricceramics；microstructure；electricalproperty引言铋层状结构铁电体(简称BLSFs)是一种无铅压电陶瓷材料，其化学通式为(BiO)(A基金项目：国家自然科学基金(51262009)；江西省自然科学基金(20132BAB202002，20122BAB202001)；江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划项目(201ODD00800)作者简介：陈云婧(19

8、90-)，女，硕士研究生．主要从事功能陶瓷及器件的研究．通讯作者：江向平，教授．第7期陈云婧等：ce掺杂Na0：KBi2_5Nb：O-0．4wt％Cr20，高温无铅压电陶瓷的研究1595BO，+)，其中A为K、Na、Ba¨、La¨等适合于12配位的一、二、三价离子或这些离子的复合离子，B为cr¨、Ti“、Nb¨、Ta¨、w”等适合于八面体配位的离子或它们的复合离子，m为每两个(BiO)层之间八面体的层数，其值可为1～5_lJ。典型的铋层状化合物有SrBi