电子元件与材料2024,Vol.43Issue(3) :277-283.DOI:10.14106/j.cnki.1001-2028.2024.1376

铪钛酸钡陶瓷制备及其压电性能的微观机制研究

Preparation of hafnium barium titanate ceramics and micro-mechanism of their piezoelectric properties

李雄伟 尹红梅 周恒为 赵兴宇 黄以能
电子元件与材料2024,Vol.43Issue(3) :277-283.DOI:10.14106/j.cnki.1001-2028.2024.1376

铪钛酸钡陶瓷制备及其压电性能的微观机制研究

Preparation of hafnium barium titanate ceramics and micro-mechanism of their piezoelectric properties

李雄伟 1尹红梅 1周恒为 1赵兴宇 1黄以能2
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作者信息

  • 1. 伊犁师范大学 物理科学与技术学院 新疆凝聚态相变与微结构实验室, 新疆 伊宁 835000
  • 2. 伊犁师范大学 物理科学与技术学院 新疆凝聚态相变与微结构实验室, 新疆 伊宁 835000;南京大学 固体微结构物理国家重点实验室, 江苏 南京 210008
  • 折叠

摘要

采用传统固相反应法制备系列BaHfxTi1-xO3陶瓷,通过对陶瓷的压电、 铁电、 相组成、 晶粒尺寸的测试和分析,发现:所有BaHfxTi1-xO3陶瓷样品均具有纯钙钛矿结构,室温均为铁电体具有压电性;在x<0.1时室温压电系数为195~327 pC/N,x=0.02时,压电系数、剩余极化强度和平均晶粒尺寸最大,分别为327 pC/N,13.3μC/cm2和37.2μm,大晶粒尺寸和四方-正交-三方多相共存是其具有大压电系数的主要原因.

Abstract

BaHfxTi1-xO3 ceramics were prepared by traditional solid-state reaction, and their piezoelectric and ferroelectric properties, phase composition, and grain size were characterized and analyzed. The results indicate that all ceramics have pure perovskite structure, and are ferroelectric at room temperature with piezoelectricity. At x<0. 1, the piezoelectric coefficient is 195-327 pC/N. The ceramic at x=0. 02 has the highest piezoelectric coefficient of 327 pC/N, residual polarization strength of 13. 3 μC/cm2 , and average grain size of 37. 2 μm. The high piezoelectric coefficient is due to the large grain size and coexistence of the tetragonal-orthogonal-rhombohedral multiphase.

关键词

铪钛酸钡/固相反应/微观机制/压电系数

Key words

barium hafnium titanate/solid phase reaction/microscopic mechanism/piezoelectric coefficient

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基金项目

新疆维吾尔自治区重点实验室开放基金(2020D04011)

伊犁师范大学博士启动基金(2021YSBS008)

新疆维吾尔自治区普通高等学校重点学科开放课题(XJZDXK-phy201809)

出版年

2024
电子元件与材料
中国电子学会 中国电子元件行业协会 国营第715厂(成都宏明电子股份有限公司)

电子元件与材料

CSTPCD北大核心
影响因子:0.491
ISSN:1001-2028
参考文献量51
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