鈦酸鍶鋇(BST)材料的撓曲電性能研究
Study on flexoelectric properties of BST materials

1.77萬字 37頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要： 鈦酸鍶鋇(BST)是由鈦酸鋇和鈦酸鍶形成的完全固溶體。近年來，由于其高介電常數(shù)、低介電損耗、介電常數(shù)溫度穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注。本文以碳酸鋇、碳酸鍶、二氧化鈦、三氧化二鑭、三氧化二釔為原料用固相反應(yīng)法制備出x%La2O3摻雜和0.1%La2O3-x%Y2O3摻雜的鈦酸鍶鋇材料。用X射線衍射 ( XRD )、掃描電子顯微鏡 (SEM )和阻抗分析儀，對它們的微觀結(jié)構(gòu)和介電性能進(jìn)行了測量，并對陶瓷試樣進(jìn)行了表征與分析。利用懸臂梁方法測量它們的橫向撓曲電系數(shù)μ12。XRD分析表明x%La2O3和0.1%La2O3-x%Y2O3的摻雜并沒有改變母體材料的物相結(jié)構(gòu)，它們在鈦酸鍶鋇（BST）中形成連續(xù)固溶體，在室溫下均呈四方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。SEM 分析表明隨燒結(jié)溫度升高（1200℃→1230℃→1260℃），摻雜的陶瓷材料晶粒逐漸長大，尺寸分布連續(xù)，致密度逐漸提高，在1260℃時致密度取得最大值。介電頻譜分析表明介電常數(shù)隨頻率增大而減小，介電損耗隨頻率先減小后增大。整體來看適量的La2O3和Y2O3摻雜可以提高材料介電性能。本實(shí)驗中最佳摻雜配方為燒結(jié)溫度 1260 ℃，離子摻雜為0.1%La2O3-0.1%Y2O3時，其介電常數(shù)最大，為4950，介電損耗為0.00228；當(dāng)燒結(jié)溫度為1230℃，Y3+離子摻雜量x=0.2時，其介電損耗最小，為0.00202。橫向撓曲電系數(shù)隨著懸臂梁厚度和頻率的逐漸增加，其橫向撓曲電系數(shù)μ12緩慢下降；但是隨著懸臂梁厚度的增加，材料的等效壓電應(yīng)變常數(shù) 也迅速下降，明顯存在尺寸效應(yīng)。



關(guān)鍵字：鈦酸鍶鋇； 摻雜改性； 介電性能； 介電損耗； 撓曲電性能