【48812】一类压电陶瓷的复阻抗谱剖析

  第35卷第3期2020年6月成都信息工程大学学报JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSnY OF INFORMATION TECHNOLOGYV01．35 No．3Jun．2020文章编号：20961618(2020)03-0283-06一类压电陶瓷的复阻抗谱剖析刘 林(成都信息工程大学使用数学学院，四川成都610225)摘要：选用传统固相法制备了(Na0，Bi)0．6(Bil-ySry)。。TiO，压电陶瓷(记为NBBST-y)，使用复阻抗谱剖析了电功能．探求了陶瓷中微观组成与电功能的相关。关于NBBST-y压电陶瓷，其晶粒电阻具有典型负温度系数的电阻一温度特性，依据Arrhenius Law拟合核算得到激活能0．574 eVE。o．980 eV，表现为电子导电特征。关键词：(Nao，Bi。，)TiO，压电陶瓷；Sr2+；复阻抗谱中图分类号：TM22 文献标志码：Adoi：10．16836／j．cnki．icuit．2020．03．0070 导言以往首要研讨压电陶瓷的介电、压电和铁电功能，现在其导电功能也逐渐遭到重视，特别是高温条件的电导特性[1一]。陶瓷是典型的多晶体，资料内部微区多样，包括晶粒、晶界和电极界面。一般随同温度的改动，陶瓷电导会产生显着的改变，直流电导测验能够剖析陶瓷的微观导电特性。但还需进一步剖析陶瓷的导电机制，即3种微区对微观电导的奉献。对压电陶瓷导电机制的研讨，有助于把握陶瓷制备工艺及条件，如退火、晶粒成长等。从而寻求改善压电陶瓷的功能的有效途径56I。使用复阻抗谱剖析陶瓷微观晶粒、晶界和电极界面临电导功能的影响，衡量它们对陶瓷微观电功能的奉献[7。9]。表征多晶体的电功能时，经过选用一系列并联RC元件的等效电路，使晶界(粒间)和晶粒(粒内)阻抗得以别离和辨认。简略的“抱负固体电介质”的等效电路包括一个RC单元；阻抗谱∥～厂和模量谱∥～厂存在简略的“德拜”峰，峰最大值共同且对应一个角频率。。=(r，)～，其间。是电导弛豫时间。而关于实践固体资料，一般有一个弛豫时间的散布；此刻，阻抗谱∥～．厂和模量谱∥一．厂的最大值不再重合[911。一般复阻抗谱数据中能提取复阻抗z+、来电模量M 4、复介电常数占+和来电导l，+4个首要电学参量，它们之间有的联系如下：肚专(1)收稿日期：2019-0916基金项目：四川省科学技术厅赞助项目(2018ZR0287)M+=芦C。Z+ (2)s42方(3)Y+=j,oco占+ (4)其间J=二r，w(w=2trf)为角频率，c0为真空电容。不同电学参量之间的转化及经过不同办法对数据来进行剖析，是研讨复阻抗谱进程中的要点。例如，使用复阻抗z+实部(z 7)vs．虚部(一∥)的Nyquist图可直接剖析阻抗特性，但不易表现电容特性。此外，使用109Izl(及相角O)vs．109f的Bode图则更易于剖析频率的影响。关于多晶陶瓷资料而言，常可从来电模量M 4的虚部M”和复阻抗z+的虚部∥取得有用的信息。当60=(RC)一时，∥和∥的最大值为∥。。：iR(5)Mmax-丽Co=菇1(6)其间R、c为电阻和电容。明显M”。。是由c值最小的区域所决议，一般是晶粒；而z”。。则由R值最大的区域操控，一般是晶界。钙钛矿结构的钛酸铋钠(Na。，Bi。．，)TiO。(即BNT)是一类被广泛研讨的环境友好型无铅压电陶瓷m一6。一般在室温条件下，(Na05Bi05)Ti03压电陶瓷具有三方铁电相；当温度上升时，陶瓷将阅历杂乱的相变进程。使用Sr2+改性(Na。．，Bi)TiO，压电陶瓷，经过固相法制备(Na。．，Bi)嘶(Bi。一，Sry)。．。TiO，压电陶瓷，凭借复阻抗谱来剖析压电陶瓷中微观组成与电功能的相关。万方数据