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文章编号:１００１Ｇ９７３１(２０１５)１３Ｇ１３０５７Ｇ０５
B i(M g１/２T i１/２)O３ＧP b T i O３压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究∗
张㊀强１,李振荣２
(１．西安建筑科技大学功能材料研究所,西安７１００５５;２．西安交通大学国际电介质中心,西安７１００４９)
摘㊀要:㊀采用传统固相法工艺制备了(１－x)B i (M g１/２T i１/２)O３Ｇx P b T i O３(B MTＧx P T,０．３４ɤxɤ０．４４)陶瓷.研究发现,随着P T含量增加,试样结构由三方相逐渐转变为四方相结构,当０．３６＜x＜０．４０时,试样结构处于准同型相界(M P B)区.研究表明B MT 组元是一种具有非铁电体特征的组分,随着P T含量减少,B MTＧP T体系的居里温度减小,介电峰变得越来越不明显.通过研究B MTＧP T体系组分与居里温度(T C)的关系可以看出:(１)P T含量为０．３４~０．４４时,T C随B MT含量变化实验值和S t r i n g e r的经验值差异较小,变化趋势一致;(２)B MTＧP T体系居里温度最大值可能在x＝０．７３的附近,其居里温度最大值T C m a x约为５５０ħ.
关键词:㊀压电陶瓷;居里温度;介电性能;准同型相界中图分类号:㊀T M２８２文献标识码:A D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００１Ｇ９７３１．２０１５．１３．０１２
１㊀引㊀言
B i S c O３ＧP b T i O３(B SＧP T)陶瓷优异的压电性能(d３３约为４６０p C/N)及高居里温度(约为４５０ħ)特性使其具有很好的研究和应用价值[１Ｇ３],但价格昂贵的原料S c２O３成为限制B SＧP T陶瓷应用的问题之一.在高居里温度的其它体系中,B i Y b O３ＧP b T i O３(B YＧP T)和B i I n O３ＧP b T i O３(B IＧP T)两类铋基压电陶瓷都有较高的居里温度,分别约为６００和５５０ħ[１,４],但这两类体系自身的钙钛矿结构不稳定,合成困难,难以极化,压电性能较差,故应用价值不高,已很少有研究报道.另一类,如(１－x)B i F e O３Ｇx P b T i O３[５Ｇ７](B FＧP T)体系中,当x＝０．３时,居里温度较高(T C＞６００ħ).但随着研究的深入,发现B FＧP T压电体系也有明显缺点: (１)B FＧP T陶瓷电导率过高和介电损耗过大,特别在高温下导电性会急剧增大,导致异常高的介电损耗; (２)B FＧP T陶瓷的矫顽场(E c)过高,难以极化,导致压电性能很低,有文献报道B FＧ０．３０P T陶瓷的d３３值最大约为９p C/N[５],作为压电元器件的开发也不具备很好的研究价值.
与B SＧP T和B FＧP T类铋基钙钛矿压电陶瓷相比,B i(M g１/２T i１/２)O３ＧP b T i O３(B M TＧP T)陶瓷体系在准同型相界(M P B)组分附近也具有较高的居里温度(T C约为４３０ħ)和优异的压电性能(d３３约为２１５p C/N)[８Ｇ１１],故得到众多研究者的关注.更重要的是,B MTＧP T陶瓷相对来说是一种低成本材料,在准同型相界附近组分的铅含量也较低.所以,B MTＧP T压电陶瓷在高温方面有很好的研究价值和应用潜质.
目前,关于B MTＧP T陶瓷体系的研究重点还是集中在压电特性方面.除此之外,相关研究者还发现, B MTＧP T试样介电温谱存在两个明显介电峰,一个大约在４００ħ,一个约在６２０ħ附近.R a n d a l l等[８]首先报道了此现象,并认为４００ħ附近的介电峰对应于B MTＧP T体系 铁电Ｇ顺电 转变.M o u r e等[１０]对B MTＧx P T(０．３８ɤxɤ０．４２)体系介电异常峰现象也进行了报道.已有研究表明,B MTＧP T体系的高温介电特性较为复杂,有必要对其异常介电现象产生的机理进行深入的研究,而目前相关研究报道较少.所以,本文结合B MTＧP T体系已有的研究进展,首先对B MTＧP T陶瓷的制备㊁相结构㊁电学性能等进行了研究,重点对B MTＧP T陶瓷的高温介电特性及高居里温度特性进行了较为深入的研究和讨论.
２㊀实㊀验
２．１㊀试样制备
实验选用分析纯度的氧化物P b O(ȡ９９％),B i２O３(ȡ９９％),T i O２(ȡ９９％)㊁４M g C O３ M g(O H)２ ４H２O (ȡ９９％)为原料.按照化学计量比将原料进行混合,倒入装有氧化锆球的尼龙罐,加入１ʒ３质量的乙醇,球磨５h.将球磨后的粉料在１２０ħ下快速烘干后在８５０ħ下煅烧２h,后将煅烧粉料二次球磨５h.得到的细粉料烘干加入５％的P V A水溶液进行造粒,过８０和１００目筛网,使颗粒尺寸大小介于０．１２~０．１８mm 之间.在空气中风干２４h后,在约２００M P a压强下,将粉压成直径为１０mm厚约１mm的圆片样品,并在５００ħ下保温２h排粘.将排粘圆片放在氧化铝坩埚中,以造粒粉作为气氛垫料,在１０００~１２００ħ㊁保温烧结２h,自然冷却至室温.最后,把烧结成瓷的圆片
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张㊀强等:B i(M g１/２T i１/２)O３ＧP b T i O３压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究
∗基金项目:陕西省教育厅自然科学基金资助项目(２０１３J K０９２４);陕西省科技厅青年人才资助项目(２０１５J Q５１６８);西安建筑科技大学人才基金资助项目(R C１４３４)
收到初稿日期:２０１５Ｇ０３Ｇ０３收到修改稿日期:２０１５Ｇ０５Ｇ２５通讯作者:张㊀强,EＧm a i l:h a r r y．z q＠１６３．c o m 作者简介:张㊀强㊀(１９８１－),男,陕西神木人,讲师,博士,主要从事压电材料研究.
样品涂上高温银浆电极,在８２５ħ下保温１０m i n ,自然冷却后即得到所需测试样品.
２．２㊀样品的性能及表征
对烧结后的陶瓷粉使用R i g
a k uD /MA X Ｇ２４００X 射线衍射仪(C u K α)分析其物相结构.使用S E M (J S M Ｇ６３６０L V ,J E O L )
扫描电镜观察样品断面形貌.样品在１２０ħ硅油中加热极化２０m i n .使用H P
４２８４A 阻抗分析仪来测试在不同频率下升温过程中样品的介电常数的温度特性.样品的平行机电耦合系数k p 和厚度机电耦合系数k t 采用谐振Ｇ反谐振法测量计算,所用仪器为A g
i l e n t ４２９４A 阻抗分析仪.３㊀结果与讨论
３．１㊀表面形貌表征及其机理分析
图１为１１００ħ烧结B MT Ｇx P T (x ＝０．３４~０．４２)陶瓷粉X R D 结果.可以看到,当x ɤ０．３４时,
试样(００１)和(００２)
峰没有发生宽化和分裂,说明试样具有三方相钙钛矿结构.当x ＝０．４２时,试样陶瓷粉X R D 衍射图谱在２θ＝２２,３１．５和４５ʎ附近都呈双峰形态,分别为(００１)/(１００)㊁(０１１)/(１０１)和(００２)/(２００)
晶面衍射峰,在２θ＝３９ʎ附近为(１１１)单峰,表明体系相结构已转变为四方相钙钛矿结构.同时,从图１可以观察到,
０．３６＜x ＜０．４０之间为体系三方相和四方相共存的准
同型相界区(M P B ).图１插图为x ＝０．３８试样衍射角２θ在４３~４８ʎ
之间的衍射图谱,对其衍射峰进行高斯函数多峰拟合和分峰处理结果.可以看到,在４５ʎ附近的三方相R (２００)峰,以及在２θ为４４．２和４６．１４ʎ附近的四方相T (００２)㊁T (２００)峰同时存在,说明x ＝０．３８
为三方相和四方相共存,即B M Ｇ０．３８P T 样品处在准同
型相界(M P B )
.㊀㊀
图１㊀B MT Ｇx P T 陶瓷粉X R D 图谱
F i g １X Ｇr a y d
i f f r a c t i o n p a t t e r n so fB MT Ｇx P Tc e r a m Ｇi c s p o w d e r ㊀㊀图２为B MT Ｇx P T 陶瓷试样的断面S E M 照片(１１００ħ烧结保温２h ).图２可以看到,试样断面晶粒尺寸整体比较均匀,颗粒外形生长充分而完整,颗粒之间结合致密,几乎观察不到明显的气孔,表明１１００ħ烧结试样晶粒发育良好.随着P T 含量增加,晶粒的尺寸略微有所增大,但是并不是很明显,各试样的晶粒尺寸大约在１~３μm 之间.
图２㊀B MT Ｇx P T 陶瓷１１００ħ烧结后试样断面S E M 照片
F i g ２S E Mi m a g e s o f B MT Ｇx P Ts a m p
l e s i n t e r e d a t １１００ħ３．２㊀室温压电介电性能测试及其机理分析图３为不同P T 组分不同烧结温度对d ３３的影响规律.可以看到,随着P T 含量增加,压电常数d ３３值有一个先增加后减小的变化趋势,B MT ＧP T 陶瓷x ＝
０．３８组分压电系数d ３３在不同烧结温度都为最大.对
比不同烧结温度可以发现,１０５０和１１００ħ烧结后试样的d ３３值整体高于１０
００和１１５０ħ烧结后试样的d ３３值.实验结果可以得到,从实现B MT ＧP T 体系高８
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)卷
的压电性能来看,１０５０和１１００ħ烧结较为合适.
图３㊀不同烧结温度制备的B MTＧx P T陶瓷试样d３３随组分变化曲线
F i g３P i e z o e l e c t r i c c o e f f i c i e n t d３３f o r２L NＧB SＧx P Tc eＧ
r a m i c s s i n t e r e d a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e
㊀㊀图４为B MTＧx P T陶瓷烧结温度为１０５０和１１００ħ烧结后试样的k p㊁k t值随组分变化规律.从结果来看,虽然前面的结果中,１０５０和１１００ħ不同烧结温度对试样的密度及d３３值影响不大,但是对材料的机电耦合效应k p和k t值影响比较明显.试样在１１００ħ烧结后,k p和k t值整体要高于１０５０ħ烧结的试样.根据文献[１２]可知,试样k p和k t值与陶瓷晶粒尺寸有着很大关系,当颗粒尺寸增大时,机电耦合系数k p和k t也会增大.１１００ħ烧结后试样的k p和k t值整体大于１０５０ħ烧结后试样的k p和k t值,其原因可能正是由于１１００ħ烧结后试样晶粒尺寸较大导致的.另外,１１００ħ烧结后试样,组分处于M P B 附近的x＝０．３８试样,k p㊁k t值出现最大值,其值分别为４０％和２４％.
图４㊀不同烧结温度制备的B MTＧx P T陶瓷试样k p㊁k t值随组分变化曲线
F i g４E l e c t r o m e c h a n i c a lc o u p l ef a c t o r k p a n d k t f o r
B MTＧx P Tc e r a m i c ss i n t e r e da td i f f e r e n t t e mＧ
p e r a t u r e
３．３㊀高温介电特性研究
图５为不同组分B MTＧx P T陶瓷(１１００ħ烧结)介电常数与损耗随温度的变化曲线,频率为１００k H z.可以看到,随着P T含量增加,试样铁电Ｇ顺电相变温度逐渐增加,且介电常数的峰值逐渐升高.１００k H z下, x＝０．３４试样相变温度为４１３ħ,而x＝０．４４试样相变温度增加到４６７ħ.根据成分起伏相变扩张理论可知[１３],二元固溶体系的居里温度会随着两组分的含量变化而发生移动.当两个组分都为铁电体时,固溶体的居里温度基本上按两成分之摩尔浓度作线性移动,
同时在不同成分比时都有较明显的居里峰.如果相互
固溶的两组分中一种为铁电体;另一种为非铁电体时,
随着非铁电成分浓度增加,材料的居里温度也会发生
变化,同时相变扩张会越来越明显,最后居里峰会变得
不明显,曲线平坦化.结合以上分析可以看到,在图５中,当P T组分减少时,材料的居里温度不仅向低温移动,同时其居里峰变得越来越不明显,符合上述第二种
情况,说明B MTＧP T材料中B MT应该是一种非铁电体.这种情况可解释为:当B MT组分含量逐渐增加时,即体系中非铁电组分浓度增加,材料中非铁电组分由不连续的 岛 状逐渐变为 片 状,材料的铁电性将被削弱,居里峰也会变得不太明显.
图５㊀１００k H z下B MTＧx P T陶瓷试样介电温谱对比F i g５D i e l e c t r i c p e r m i t t i v i t y o f B MTＧx P Tc e r a m i c s a s
a f u n c t i o n o f t e m p e r a t u r e a tm e a s u r i n g f r e q u e nＧ
c y o f１００k H z
㊀㊀图６(a)为不同P T组分１１００ħ烧结后试样的介电温谱,图６(b)为不同组分１１００ħ烧结８００ħ退火７h试样的介电温谱.图６(a)和(b)可以看到,随着温度升高,所有试样介电常数在４００ħ附近出现极大值,对应着各组分的铁电Ｇ顺电相变.对比图６(a)和(b)可以看到,当xɤ０．３８时,退火后试样与不退火试样的介电温谱特性几乎没有区别,T m a x(最大介电常数εm a x对应的温度)呈一个较宽的弥散状态,试样损耗随温度上高而增加,并在高温区剧烈变大.当x＝０．４０时,退火后试样的介电温谱特性相对于未退火试样发生了较为明显地变化,最大介电常数εm a x升高,对应的T m a x值略有提高,损耗在同一温度下有所降低.特别指出的是, x＝０．４０试样退火后试样的介电峰宽化程度减弱,表明其弥散特性有所减弱.分析原因,退火有助于试样中晶体结构的缺陷(如内应力,氧空位缺陷等)进一步消除,介电峰弥散现象得到了进一步消除,损耗随温度的升高也相应降低.但是,对于xɤ０．３８试样,可以看到,退火前后试样的介电温度特性并没有太大影响,说明此组分引起弥散的原因不是因为晶体中的氧空位等缺陷造成的,而可能是试样中成分起伏占主导,导致相变温区宽化,退火对其介电特性没有太大影响.
图６中,xɤ０．３８组分试样退火前后其介电温谱
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张㊀强等:B i(M g１/２T i１/２)O３ＧP b T i O３压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究
特性没有发生太大变化,其原因可能是,当B MT非铁电组分浓度足够大时,影响材料居里峰的主要原因是非铁电体成分,所以退火过程不足以改变材料的本身特性.不同组分试样损耗随温度的变化可以看到,随着P T含量的增加,试样损耗整体降低.随着温度升高试样的损耗急剧变大,其原因可能是体系钙钛矿结构不稳定,试样中缺陷相对过多,高温下漏导损耗急剧增加造成.此外,图中还可以看到,P T含量小于０．４试样时,试样在６２０ħ附近还存在一介电异常峰,其原
因文献[１４]已做详细地讨论.
图６㊀１１００ħ烧结B MTＧx P T陶瓷试样介电温谱
F i g６D i e l e c t r i c p e r m i t t i v i t y a n d d i e l e c t r i c l o s s a s a f u n c t i o no f t e m p e r a t u r e a n d f r e q u e n c y f o r B MTＧx P Tc e r a mＧ
i c s
㊀㊀S t r i n g e r等[１５]对目前已发现的(１－x)P b T i O３Ｇx B i(MᶄMᵡ)O３压电陶瓷体系居里温度(T C)的实验值进行了分析,总结得出,(１－x)P b T i O３Ｇx B i(MᶄMᵡ)O３压电体系的居里温度T C与B i(MᶄMᵡ)O３摩尔百分含量x之间存在着非线性关系,它们的关系可以用一个一元二次多项式表示,即
T C(x)＝A＋B x＋C x２(１)㊀㊀其中,T C(x)表示材料的居里温度;A㊁B㊁C均为常数,且A＝T C(x＝０)＝４９５ħ,即P b T i O３的居里温度.对于不同MᶄMᵡ组合的(１－x)P b T i O３Ｇx B i(MᶄMᵡ)O３体系,二项式的一次项系数B和二次项系数C 不同,而常数项A是相同的.S t r i n g e r等还计算出了不同(１－x)P b T i O３Ｇx B i(MᶄMᵡ)O３固溶体系的二项式B和C的系数值,根据文献可知,B MTＧP T体系的一元二次多项式可表示为
T C(x)＝４９５＋４３０x－８００x２(２)㊀㊀将B MTＧP T陶瓷体系不同B MT组分实验得到的T C数据与上述计算出的数据进行比较,图７给出了对比结果.由图７可以得出:(１)对于B MTＧP T体系, T C随B MT含量变化的本论文实验数值和S t r i n g e r 等的实验经验值,在P b T i O３含量在０．３４~０．４４时,两种结果差异较小,趋势一致;(２)根据式(２)推得的B MTＧP T体系居里温度最大值出现在P b T i O３含量在０．７３附近,居里温度最大值T C m a xʈ５５０ħ.由此可以推测出,B MTＧP T体系的居里温度最高可能达５５０ħ左右.
图７㊀居里温度随B MT含量变化曲线
F i g７T C a s f u n c t i o no f B N Tc o n t e n t
４㊀结㊀论
以B i(M g１/２T i１/２)O３ＧP b T i O３体系为研究对象,系统地研究了不同烧结温度㊁不同P T组分下,对陶瓷试样介电压电性能的影响,主要结论如下:
(１)㊀B MTＧx P T试样X R D结果表明,随着P T 含量增加,体系相结构由三方相向四方相转变.当０．３６＜x＜０．４０时,为三方相和四方相共存的准同型相界(M P B).M P B区试样(x＝０．３８),压电性能有最大值(d３３约为２２０p C/N,k p约为４０％,k t约为２４％),其居里温度T C约为４３０ħ.
(２)㊀当P T组分含量减少时,试样居里温度降低,居里峰值逐渐不明显,讨论表明体系中
０６０３
１２０１５年第１３期(４６)卷
B MT 组元是一种非铁电体.其原因可能为:
当B MT 组分含量逐渐增加时,体系中非铁电组分浓度增加,其非铁电组分由不连续的 岛 状逐渐变为 片 状,试样铁电性将被削弱,居里峰值也变得不太明显.(３)㊀利用S t r i n g e r 等的居里温度实验拟合方程可以看到,当P b T i O ３含量在０
．３４~０．４４时,实验值和S t r i n g
e r 的实验经验值变化趋势一致,可以推测B MT Ｇ０．７３P T 组分的居里温度可能会达到最高,约为５５０ħ左右.参考文献:
[１]㊀E i t e lR E ,R a n s a l lC A ,S h r o u tT R ,e ta l ．N e w h i g
h t e m p e r a t u r e m o r p h o t r o p i c p h a s eb o u n d a r yp
i e z o e l e c t r i c s b a s e do nB i (M e )O ３ＧP b T i O ３c e r a m i c s [J ]．J p nJ A p p l P h y
s ,２００１,４０:５９９９Ｇ６００２．[２]㊀E i t e lR E ,R a n s a l lC A ,S h r o u tT R ,e t a l ．P r e p
a r a t i o n a n d c h a r a c t e r i z a t i o n o f h i g h t e m p
e r a t u r e p e r o v s k i t e
f e r r o Ｇe l e c t r i c s i nt h es o l i d Ｇs o l u t i o n (１－x )B i S c O ３Ｇx P b T i O ３
[J ]．J p n JA p p l P h y
sP a r t １,２００２,４１:２０９９Ｇ２１０４．[３]㊀E i t e lRE ,Z h a n g SJ ,S h r o u tT R ,e t a l ．P h a s ed i a g
r a m o f t h e p e r o v s k i t es y s t e m (１－x )B i S c O ３Ｇx P b T i O ３[J ]．J A p p l P h y
s ,２００４,９６:２８２８Ｇ２８３１．[４]㊀Z h a n g S J ,X i aR ,R a d a l l CA ,e t a l ．D i e l e c t r i c a n d p i e z o Ｇe l e c t r i c p r o p e r t i e s o fn i o b i u m Ｇm o d i f i e d B i I n O ３
ＧP b T i O ３p e r o v s k i t e c e r a m i c sw i t hh i g hC u r i e t e m p
e r a t u r e s [J ]．J M a t e rR e s ,２００５,２０(８):２０６７Ｇ２０７１．[５]㊀C o m y nTP ,M c B i r d eSP ,B e l lAJ ．P r o c e s s i n g a n d e l e c Ｇt r i c a l p r o p
e r t i e so
f (１－x )B i F e O ３Ｇx P b T i O ３c e r a m i c s [J ]．M a t e rL e t t ,２００４,５８:３８４４Ｇ６．[６]㊀C h e n
g JR ,Y uSW ,C
h e n JG ,e t a l ．D
i e l e c t r i c a n dm a g
Ｇn e t i c e n h a n c e m e n t si n B i F e O ３ＧP b T i O ３s
o l i d s o l u t i o n s w i t hL a d o p i n g [J ]．A p p l P h y
sL e t t ,２００６,８９:２２９１１１２．[７]㊀C h e n g JR ,L
iN ,C r o s sL E ．S t r u c t u r a la n dd i e l e c t r i c p r o p e r t i e s o fG a Ｇm o d i f i e dB i F e O ３ＧP b T i O ３c
r y s t a l l i n es o Ｇl u t i o n s [J ]．JA p p l P h y
s ,２００３,９４(８):５１５３Ｇ５１５７．[８]㊀R a n d a l l C A ,E i t e lR ,J o n e sB ,e t a l ．I n v e s t i g
a t i o no f a h i g h T C p i e z o e l e c t r i c s y s t e m :(１－x )B i (M g １/２T i １/２)O ３Ｇx P
b T i O ３[
J ]．JA p p l P h y s ,２００４,９５:３６３３Ｇ３６３８．[９]㊀S n e lM D ,G r o e n W A ,d e W i t hG．I n v e s t i g
a t i o no f t h e n e w p i e z o e l e c t r i cs y s t e m (１－x )B i (M g T i )０．５O ３Ｇx P
b ＧT i O ３[
J ]．JE u r o p C e r a mS o c ,２００５,２５:３２２９Ｇ３２３３．[１０]㊀M o u r eA ,A l g
u e r o M ,P a r d oL ,e ta l ．M i c r o s t r u c t u r e a n dt e m p e r a t u r ed e p e n d e n c eo f p r o p e r t i e so f m o r p
h o Ｇt r o p i c p h a s eb o u n d a r y B i (M g １/２T i １/２)O ３ＧP b T i O ３p i e z o Ｇc e r a m i c s p r o c e s s e db y c o n v e n t i o n a lr o u t e s [J ]．E u r o p
C e r a mS o c ,２００７,２７:２３７Ｇ２４５．
[１１]㊀Z h a n g Q ,L i Z ,L i F ,e t a l ．T e m p e r a t u r ed e p
e n d e n c eo
f d i e l e c t r i c /p i e z o e l e c t r i c p r o p e r t i e so f (１－x )B i (M
g １/２T i １/２)
O ３Ｇx P b T i O ３c e r a m i c sw i t ha n M P Bc o m p o s i t i o n [J ]．JA m C e r a mS o c ,２０１０,９３:３３３０Ｇ３３３４．
[１２]㊀山东大学压电铁电物理教研室．压电陶瓷及其应用
[M ]．济南:山东人民出版社,１９７４．１２０Ｇ１２４．
[１３]㊀李标荣．无机介电材料[M ]．北京:电子工业出版社,１９８２．８７Ｇ１２２．
[１４]㊀Z h a n g Q ,L
iZ ,X uZ ．P h a s et r a n s i t i o ni n (１－x )B i (M g １/２T i １/２)O ３Ｇx P b T i O ３c e r a m i c s [J ]．M a t e r L e t t ,２０１１,６５:３１４３．
[１５]㊀S t r i n g
e rCJ ,S h r o u t TR ,R a n d a l l CA ,e t a l ．C l a s s i
f i c a Ｇt i o no ft r a n s i t i o nt e m p
e r a t u r eb e h a v i o ri n
f e r r o e l e c t r i c P b T i O ３
ＧB i (M e ᶄM e ᵡ)O ３s o l i d s o l u t i o n s [J ]．J A p p l P h y
s ,２００６,９９:０２４１０６Ｇ４．D i e l e c t r i c p r o p e r t i e s a n dh i g hC u r i e t e m p
e r a t u r e o
f B i (M g
１/２T i １/２)O ３ＧP b T i O ３c e r a m i c s Z H A N G Q i a n g １,L I Z h e n r o n g
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(１．F u n c t i o n a lM a t e r i a l sL a b o r a t o r y ,X i a nU n i v e r s i t y o fA r c h i t e c t u r e a n dT e c h n o l o g y ,X i a n７１００５５,C h i n a ;２．I n t e r n a t i o n a l C e n t e r f o rD i e l e c t r i cR e s e a r c h ,X i a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y
,X i a n７１００４９,C h i n a )A b s t r a c t :(１－x )B i (M g １/２T i １/２)O ３Ｇx P b T i O ３(
B MT Ｇx P T ,０．３４ɤx ɤ０．４４)c e r a m i c sw e r e p r e p a r e db y c o n v e n Ｇt i o n a l p o w d e r Ｇp r o c e s s i n g m e t h o d ．W i t hP Tc o n t e n t i n c r e a s i n g ,a p h a s e t r a n s i t i o n f r o mt h e r h o m b o h e d r a l p
h a s e s t o t e t r a g o n a l p h a s e sw a s o b s e r v e d ,a n dw h e nP Tc o n t e n tw a sb e t w e e n０．３６a n d０．４０,t h em o r p h o t r o p
i c p h a s e b o u n d a r y (M P B )c o m p o s i t i o nw a s i n v e s t i g a t e d ．W i t hP Tc o n t e n td e c r e a s i n g ,t h ev a l u eo f T C w a sd e c e a s i n g ;m e a n w h i l e t h ed i e l e c t r i c p e a kb e c o m e su n o b v i o u s ,i n d i c a t i n g t h a tB MT w a sn o taf e r r o e l e c t r i c sc o m p
o s i t i o n ．F i n a l l y ,i t c a nb e f o u n d t h a t t h e c h a n g e o f e x p e r i m e n t a l v a l u ew a s a c c o r dw i t h t h e v a l u e o f S t r i n g e r s r e p
o r t f o r ０．３４ɤx ɤ０．４４．T h u s ,i t c a n i n f e r t h a t t h em a x i m u m T C w a s a r o u n d x ＝０．７３f o r B MT Ｇx P Ts y s t e m ,w h i c hw a s a b o u t ５５０ħ
K e y w o r d s :p i e z o e l e c t r i c c e r a m i c s ;C u r i e t e m p e r a t u r e ;d i e l e c t r i c p r o p e r t i e s ;m o r p h o t r o p i c p h a s e b o u n d a r y
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６０３１张㊀强等:B i (M g １/２T i １/２)O ３ＧP b T i O ３压电陶瓷体系介电与居里温度特性研究。