文档介绍：国家大学生创新性实验计划项目结题报告
Bi4Ti3O12--BiFeO3 系
无铅高温压电陶瓷的结构与性能研究
项目编号:081042203
赵琨马磊李吉夏吴琪闫玉芝
山东大学物理学院
一、项目进展情况
按照预定的实验进度安排, 我们实验小组如期进行了
“Bi4Ti3O12--BiFeO3 系无铅高温压电陶瓷的结构与性能研
究”的系列实验, 主要围绕 Bi4Ti3O12- 系、
Bi4Ti3O12- 系和 BiFeO3 系进行了大量研究,研究样本数、重
复次数和研究所得数据真实可靠,按预定进度完成了项目的全部任务,
团队成员科研训练情况较好。
以下分别详细介绍各系列组分的研究进展情况。
- 系
采用传统固相烧结法制备了 Bi4Ti3O12- ( 即
NaBi5Ti5O18)高温压电陶瓷材料,通过掺杂改性获得了该复相陶瓷压电
性能最佳的组分,探究了烧结温度和极化电场对(Li,Ce)改性
NaBi5Ti5O18 复相陶瓷压电性能的影响。
利用 X 射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了 NaBi5Ti5O18 陶瓷表面
的实际组成成份,研究了样品内部和表面的组成物质及微观结构的差
异,初步确定表面成分为 NaBi9Ti6O26 和。为验证上述结
果,我们项目组选取了纯 NaBi5Ti5O18、NaBi9Ti6O26、以及
()TiO3+ 的组分进行重复实验,探索了 Bi
元素过量和内外表面差异性等对陶瓷烧结及性能的影响,但未得到清
晰、可靠的结论。为此,我们对 Bi4Ti3O12- 系组分进行了进
一步的研究。
- 系
在对 Bi4Ti3O12- 的研究中发现,NaBi5Ti5O18 压电陶瓷
材料具有较明显的 Bi 和 Ti 的含量过量,其实际组分为 NaBi9Ti6O26 和
,而并非我们先前设想的名义化学式。为进一步研究 Bi
和 Ti 的过量及内外表面的差异性对 Bi4Ti3O12- 系高温压电
陶瓷材料的影响, 我们仿照此现象, 制备了多组非传统配比的
Bi4Ti3O12- 系陶瓷材料,尝试探索获得新型的高温压电陶瓷
材料。
我们采用传统固相合成法,分别制备了、NaBi11Ti6O29、
Na2Bi10Ti6O28、、、Na2Bi10Ti4O24 等多组陶瓷
材料,所制备的样品总数目达一百余片。对于每一组样品,我们都尝试
了改变烧结温度、烧结时间等制备工艺和改变掺杂元素所占比例等因
素,以研究这些变量对陶瓷结构和性能的影响,同时通过 X 射线衍射来
得到烧结