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无铅压电陶瓷材料

2017-05-02 发布者:admin  

        无铅压电陶瓷有着非常广泛的用途。目前,主导应用市场的是含铅压电材料如钙钛矿结构氧化物Pb(Zr,Ti)O3。由于铅的毒性,含铅材料在生产、使用、废弃过程中会对环境、人体健康产生危害。环境保护的压力、环保意识的增强和可持续发展的要求等,使得关于高性能无铅压电陶瓷的研究得到了广泛的重视。
    把半导体ZnO引入Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3中,发展了一种独特的制备技术,使之分布于Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3晶界处,形成0-3型微结构材料(图1)。这种微结构铁电材料显著地降低了退极化,当ZnO达到30mole%时,完全抑制了退极化效应,其极化一直可以保持到BNT-BT的铁电相变温度。仔细的实验表明,这种微结构之所以能够抑制退极化的机制是:这种微结构材料进行极化后,外加的极化电场使得半导体ZnO中的电荷有序分布于Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3晶界处,从而产生一个局域电场,这一电场在外电场撤消以后,继续保持,并稳定了Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3晶粒中的电极化,因而抑制甚至消除了Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3的退极化。
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