氧化钴掺杂铪钛酸钡钙陶瓷压电性能的微观机制研究

摘 要：采用固相反应方法制备了Ba0.85Ca0.15Ti0.9Hf0.1O3+x%Co2O3（x%表示摩尔分数，x=0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0）系列无铅压电陶瓷，通过对所制备陶瓷的微观结构、表面形貌，及宏观铁电、介电和压电等性能的测试与分析，发现：所有样品在室温下均为钙钛矿型铁电体，Co2O3的掺入可抑制晶粒的生长；随着Co2O3掺杂量的增加，陶瓷的剩余极化强度（Pr）减小、矫顽场（Ec）增大、居里温度（Tc）降低；压电系数（d33）和机电耦合系数（kp）随陶瓷体密度的变化而变化，其中d33受体密度、相结构和平均晶粒尺寸的共同影响，在x=0.2时陶瓷为R-O相共存，具有最大的体密度（5.84 g/cm3）和较大的晶粒尺寸，此时压电系数和机电耦合系数最大，其值分别为339 pC/N和38%，R-O相共存和较大的体密度是其具有较大压电系数的主要原因。（剩余15670字）