论文摘要：NBT基无铅压电陶瓷制备及性能研究

随着电子技术和产业的发展，压电材料已广泛应用于集成电路、自动控制、精密控制、通信技术等高新技术领域。钛酸铋钠（Na0.5Bi0.5TiO3，简称NBT）是典型的A位复合钙钛矿结构弛豫性铁电体，被认为是最具发展潜力的无铅压电陶瓷。
在本论文中，采用传统电子陶瓷工艺制备了(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3体系无铅压电陶瓷，研究了预烧温度对陶瓷物相结构、介电性能的影响；并对其进行掺杂改性研究，分析掺杂元素对组成在准同型相界处的(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷样品的微观形貌、及性能的影响，并基于实验探究了不同组成的陶瓷样品的介电弛豫特性。
合理的工艺参数是保持获得性能优良的致密陶瓷的前提条件。本文从粉体预合成温度方面,研究不同的工艺参数对(1-x) Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3陶瓷物相组成和介电性能的影响, 得到以下结论：① (1-x) Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO粉体的预合成温度对粉体的晶相组成有重要影响，温度太低不能形成单一的钙钛矿结构，太高则会影响陶瓷的致密度。在x时，合理的预烧温度为850℃；x=0.06时，预烧温度需900℃；x>0.06，预烧温度需950℃以上。② 在900℃预烧温度下，(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷样品，介温特性良好，并且该组分介电损耗最小。③ (1-x) Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO的介电性能随着预烧温度的提高而提高。
研究了La2O3掺杂对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3陶瓷物相结构及介电和压电性能的影响，运用XRD、SEM等分析测试手段对陶瓷样品微观结构和形貌进行表征与研究；运用准静态测量仪、阻抗分析仪等仪器对陶瓷样品的电学性能进行了测量和分析，得到以下结论：①经XRD和SEM分析，可知在x取值范围内，所有样品都呈现单一的钙钛矿结构，La3+可以完全进入(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3晶格中形成固溶体，且陶瓷依然是三方-四方共存的晶体结构，掺杂少量的La2O3可以改善的(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TIO3陶瓷的微观组织；②在(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3- xLa2O3陶瓷样品的铁电-反铁电介电峰附近，频率色散、弥散相变显著，这是因为La3+的进入增加了A位的无序度，导致了该体系弛豫性增强。③随着掺杂量的增加，A空位的数目增多，削弱了A位阳离子与BO6八面体间的耦合作用，长程库伦作用力被破坏，铁电宏畴的稳定性降低,铁电-反铁电介电峰向低温侧移动，最终在室温下表现出弛豫铁电体特征。④当La2O3掺杂量较低时，介电常数随着掺杂量的增加呈现增大趋势，表现出“软掺杂”的特性，当其掺杂量较高时，介电常数则迅速下降。La2O3的增多提高了A位的无序度，在室温下已有反铁电相出现，反铁电区域的出现使得自发极化下将，导致了介电常数的下降，这同时也是样品的压电常数急剧下降的根本原因。

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