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高居里温度铋层状结构铌酸铋钙(CaBi2Nb2O9)压电陶瓷

High Curie temperature bismuth layer-structured ferroelectric calcium bismuth niobate(CaBi2Nb2O9)piezoelectric ceramics

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压电材料是一类重要的功能材料,在国民经济的多个领域有着重要应用.在能源、航空航天、国防工业等高端技术领域,压电材料的应用已经从常规使用转向极端环境下的服役,这要求压电材料和压电传感器能够在更高的温度下工作.作为高温压电材料,Aurivillius型铋层状结构铁电体由于其特殊的层状结构和较高的居里温度(Tc)引起了研究人员的广泛关注.铌酸铋钙(CaBi2Nb2O9)是一种典型的铋层状结构铁电体.由于具有较高的居里温度(Tc～940℃),近年来铌酸铋钙作为高温压电传感器材料受到了广泛的关注.本文主要介绍高居里温度铌酸铋钙压电陶瓷的研究进展.通过组分优化,铌酸铋钙的压电性能可得到显著提高.研究发现,A位离子取代比B位离子取代更有助于提高铌酸铋钙的压电性能,同时A位离子和B位离子共取代能够显著提高铌酸铋钙的压电性能.模板晶粒生长、放电等离子体烧结等织构化技术可进一步提高铌酸铋钙的压电性能.最新研究显示,性能优化的铌酸铋钙压电陶瓷的压电系数d33可达20 pC/N,同时居里温度Tc高达900℃,铌酸铋钙陶瓷是适合于压电传感器应用的一类高温压电材料.本文最后对提高铌酸铋钙压电性能提出了展望.

王春明、陈娟囡、陆宏婷、王茜

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山东大学物理学院,晶体材料国家重点实验室,济南250100

铌酸铋钙 铋层状结构铁电体 压电陶瓷 居里温度 高温压电传感器

国家自然科学基金国家自然科学基金

5187216650902087

2021

10.1360/TB-2021-0240

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2021.66(16)
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