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亞微米陶瓷粉體的制備及燒結(jié)性能

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2019-08-21 15:16【

鈦酸鉍(Bi4Ti3012)屬于Aurivilius化合物家族,其可由通式Bi/O22+AM-1BMo3M+12-來(lái)描述,其中AB是陽(yáng)離子,M對(duì)應(yīng)于氧化鉍層之間鈣鈦礦型單位的數(shù)量。在Bi4Ti3012層化合物的特殊情況下,其結(jié)構(gòu)由兩個(gè)假設(shè)的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的bitio3單元天花板構(gòu)成,并與Bi2022+層交錯(cuò)[1]。室溫下,Bi4Ti301/呈現(xiàn)單斜(clh--m)對(duì)稱性,居里溫度(~675~以上)對(duì)稱性為四方Dh=4mm。在此溫度下發(fā)生可逆的~-13轉(zhuǎn)變,化合物具有鐵電性質(zhì),鳳谷回轉(zhuǎn)窯。主要自發(fā)極化的矢量位于鈣鈦礦平面,即單斜交界面,自發(fā)極化的矢量強(qiáng)度值分別沿A軸和C軸為504~tc cm-1[23]。同樣,沿這些方向的壓電系數(shù)相對(duì)較高,垂直面上的壓電系數(shù)較小。所有這些特性使得Bi4Ti3012化合物作為高溫應(yīng)用的壓電陶瓷材料具有特殊的重要性。

正如幾位作者所報(bào)道的那樣[4-8]通過(guò)幾乎完全對(duì)準(zhǔn)板狀鈦酸鉍粒子來(lái)獲得優(yōu)化的壓電性能,并使用不同的技術(shù),如磁帶鑄造、熱壓和鍛造,以獲得具有良好晶粒取向的Bi4Ti3Ox2材料[9- 12。正因?yàn)槿绱耍@些鈦酸鉍基陶瓷的主要問(wèn)題是其極高的導(dǎo)電性各向異性,這在基面也是最大的[69]。在Bi4Ti3012單晶中,這種各向異性隨溫度的升高而增大,并在轉(zhuǎn)變溫度附近達(dá)到最大比例,燒結(jié)粉體材料的好回轉(zhuǎn)窯??紤]到壓電性能和導(dǎo)電率在同一方向上都最大化,那么一種晶粒取向良好的Bi4Ti3012陶瓷材料可能不適合高溫應(yīng)用。由于導(dǎo)電性的機(jī)理似乎與Bi2022+層中以陰離子空位形式存在的氧缺陷有關(guān)[14],因此提高這些鈦酸鉍基陶瓷電阻率的新嘗試可以是(a)獲得低溫具有隨機(jī)定向小晶粒尺寸的致密Bi4TiaO12陶瓷,有助于阻礙Bizoz 2+層的易路徑導(dǎo)電性,(b)研究不同的添加劑和燒結(jié)工藝,以控制氧空位濃度和微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。本研究的主要目的是研究Bi~Ti3OA2粉末形態(tài)對(duì)其致密化過(guò)程和微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響。在此基礎(chǔ)上,給出了一些初步的介電和電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果。    


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