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Ho掺杂对Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂陶瓷结构与铁电性能的影响

王传彬 , 傅力 , 沈强 , 张联盟

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11466

以Ho为掺杂元素, 采用热压烧结方法制备Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂陶瓷, 重点研究了Ho掺杂量对其物相组成、致密度、微观结构和铁电性能的影响. 首先以Bi₂O₃、TiO₂和Ho₂O₃微粉为原料, 利用固相反应在900℃合成出主晶相为Bi₄Ti₃O₁₂的Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂(x=0~0.8)粉体; 然后, 将合成粉体在850℃、30 MPa条件下热压烧结, 当Ho掺杂量x=0~0.4得到了物相单一、整体致密(>99%)的Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂陶瓷. 随Ho掺杂量的增加, Bi_4-xHo_xTi₃O₁₂陶瓷的剩余极化强度呈现先增大后减小的趋势, 主要与氧空位浓度和不同掺杂浓度引起的掺杂位置的不同有关. 在Ho掺杂量x=0.4时, 其剩余极化强度最大(2P_r=13.92 μC/cm²), 远大于未掺杂的Bi₄Ti₃O₁₂陶瓷, 说明适量Ho掺杂能有效改善其铁电性能.

关键词: Bi₄Ti₃O₁₂铁电陶瓷; Ho掺杂; 固相反应; 热压烧结; 铁电性能

Ho掺杂对Bi4-xHoxTi3O12陶瓷结构与铁电性能的影响

王传彬 , 傅力 , 沈强 , 张联盟

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.11466

以Ho为掺杂元素,采用热压烧结方法制备Bi4-xHoxTi3O12陶瓷,重点研究了Ho掺杂量对其物相组成、致密度、微观结构和铁电性能的影响.首先以Bi2O3、TiO2和Ho2O3微粉为原料,利用固相反应在900℃合成出主晶相为Bi4Ti3O12的Bi4-xHoxTi3O12(x=0～0.8)粉体；然后,将合成粉体在850℃、30MPa条件下热压烧结,当Ho掺杂量x=0～0.4得到了物相单一、整体致密(＞99％)的Bi4-xHoxTi3O12陶瓷.随Ho掺杂量的增加,Bi4-xHoxTi3O12陶瓷的剩余极化强度呈现先增大后减小的趋势,主要与氧空位浓度和不同掺杂浓度引起的掺杂位置的不同有关.在Ho掺杂量x=0.4时,其剩余极化强度最大(2Pr=13.92μC/cm2),远大于未掺杂的Bi4Ti3O12陶瓷,说明适量Ho掺杂能有效改善其铁电性能.

关键词: Bi4Ti3O12铁电陶瓷 , Ho掺杂 , 固相反应 , 热压烧结 , 铁电性能

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