锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究

无机材料学报, 2008, 23(3): 626-630. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2008.03.042

锰对改善CaBi4Ti4O15高温压电陶瓷性能的研究

顾大国 ^1, , 李国荣 ^2, , 郑嘹赢 ^3, , 曾江涛 ^4, , 丁爱丽 ^5, , 殷庆瑞 ^6,

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

2.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

3.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

4.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

5.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

6.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: 国家自然科学基金(50675218)

关键词：压电陶瓷 , 硬性掺杂 , 电阻率 , CaBi4Ti4O15

Electrical Properties of Mn-modified CaBiaTi4O15 Piezoelectrics for High Temperature Application

采用固相法制备了Mn改性的CaBi4Ti4O15(CBT+xmol%MnCO3)层状压电陶瓷.介电温谱显示所有样品居里点在780℃附近,并且发现该材料在110K处有一介电弛豫峰.Mn的加入显著降低了高温下的介电损耗,剩余极化轻微降低,室温介电常数从173减小到162,同时机械品质因子由2700增加到4400,显示了硬性掺杂的效果.在100～600℃范围内,x=1.0的样品比纯组分的电阻率提高了一个数量级以上,500℃的电阻率提高了约2个数量级(108Ω·cm),电阻率对温度的Arrhenius拟合由两段过渡到三段,压电系数d33由7提高到14.5.实验结果表明,Mn改性的CBT在高温传感器等领域具有应用前景.

参考文献

[1]	Meetham G W.J.Mat.Sci.,1991,26 (4):853-860.
[2]	Megriche A,Lebrun L,Troccaz M.Sens.Actuator A-Phys.,1999,78 (2-3):88-91.
[3]	Hase T,Noguchi T,Takemura K,et al.Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,1998,37 (9B):5198-5202.
[4]	Yan H X,Li C G,Zhou J G,et al.Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,2000,30 (11):6339-6342.
[5]	曾江涛.铋层状结构压电陶瓷的掺杂改性及品粒定向研究.中国科学院研究博士学位论文,2005.
[6]	Ogawa H,Kimura M,Ando A,et al.Jpn.J.Appl.Phys.Part Ⅰ,2001,40 (9B):5715-5718.
[7]	Takeuchi T,Tani T,Saito Y.Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,1999,38 (9B):5553-5556.
[8]	Hou Y D,Zhu M K,Gao F,et al.J.Am.Ceram.Soc.,2004,87 (5):847-850.
[9]	Izaki T,Haneda H,Watanabe A,et al.Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,1992,31 (9B):3045-3047.
[10]	Nagata H,Takenaka T.J.Euro.Ceram.Soc.,2001,21 (10-11):1299-1302.
[11]	Park J H,Park J,Park J G,et al.J.Euro.Ceram.Soc.,2001,21 (10-11):1383-1386.
[12]	Park J H,Park J G,Kim B K,et al.Mater.Res.Bull.,2002,37 (2):305-311.
[13]	Zhang S J,Eitel R E,Randall C A,et al.Appl.Phys.Lett.,2005,86 (26):262904-1-3.
[14]	Barranco A P,Pinar F C,Martinez P,et al.J.Euro.Ceram.Soc.,2001,21 (4):523-529.
[15]	Szwagierczak D,Kulawik J.J.Euro.Ceram.Soe.,2005,25 (9):1657-1662.
[16]	张丽娜,李国荣,赵苏串,等 (Zhang Li-Na,et al).无机材料学报 (Journal of Inorganic Materials),2005,20 (6):1389-1395.
[17]	Xu Y,Li Z R,Wang H,et al.Phys.Rev.B,1989,40 (17):11902-11908.
[18]	Ko J H,Kojima S,Lushnikov S G,et al.J.Appl.Phys.,2002,92 (3):1536-1543.
[19]	Noguchi Y,Miyayama M.Appl.Phys.Left.,2001,76 (13):1903-1905.
[20]	Friessnegg T,Aggarwal S,Ramesh R,et al.Appl.Phys.Lett.,2000,77 (1):127-129.
[21]	Yn C S,Hsieh H L.J.Euro.Ceram.Soc.,2005,25 (12):2425-2427.
[22]	Kholkin A L,Brooks K G,Setter N.Appl.Phys.Lett.,1997,71 (14):2044-2046.
[23]	Ehara S,Muramatsu K,Shimazu M,et al.Jpn.J.Appl.Phys.Part 1,1981,20 (5):877-881.
[24]	Norton D P.Mater.Sci.Eng.R-Rep.,2004,43 (5-6):139-247.
[25]	Chan N H,Sharma R K,Smyth D M.J.Am.Ceram.Soe.,1982,65 (3):167-170.
[26]	Wang Z Y,Chen T G.Phys.Star.Sol.A,1998,167 (1):R3-R4.
[27]	Forbess M J,Seraji S,Wu Y,et al.Appl.Phys.Lett.,2000,76 (20):2934-2936.

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