退火温度对BNT-BKT-ST薄膜结构和压电性能的影响

发布时间：2017-10-26 10:35

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【摘要】：(Bi_(1/2)Na_(1/2))TiO_3-(Bi_(1/2)K_(1/2))TiO_3-SrTiO_3(BNT-BKT-ST)三元系压电材料体系在斜方相和弛豫赝立方相共存区域具有极高的电致应变特性,因而备受研究者关注.本研究利用溶胶法在Pt衬底上制备了BNT-BKT-ST无铅压电薄膜,研究了退火温度(800℃~1 100℃)对BNT-BKT-ST薄膜结构和压电性能的影响.结果表明:BNT-BKT-ST薄膜均为单一钙钛矿结构,无杂相产生;随着退火温度升高,薄膜表面空隙率降低,晶粒长大,当退火温度达到1100℃时,出现异常长大的条状晶粒;BNT-BKT-ST薄膜的压电性能随退火温度升高逐渐增大,当温度达到1 000℃时,电致应变和局部压电常数达到最大值(S=0.38%,d_(33)=220 pm/V),之后随温度升高有所降低;薄膜的铁电性能也随退火温度升高逐渐增强,当温度达到1 000℃时,剩余极化Pr达到最大值(18μC/cm~2),之后随温度升高剩余极化降低.提高退火温度可以使薄膜晶粒长大,并提高压电性能和铁电性能,但是过高的退火温度可能会生长出异常大的棒状晶粒,从而抑制了薄膜的压电性能和铁电性能.
【作者单位】： 聊城大学材料科学与工程学院;
【关键词】： BNT 无铅 薄膜 退火 压电
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51502127) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2014JL030) 山东省高等学校科技计划资助项目(J14LA10)
【分类号】：TM22;TB383.2
【正文快照】： 压电材料由于能够实现机械能和电能的相互转换广泛应用于换能器、传感器等电子设备[1].目前大规模使用的压电材料主要是性能优异的以锆钛酸铅(PZT)为基的二元系及多元系陶瓷,氧化铅(Pb O)含量约占其原料总量的70%左右,Pb O有毒、高温下具有挥发性,另外,含铅器件废弃后也会给人

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本文编号：1098319