Bi4（M）Ti4O15系统含铋层状结构铁电陶瓷的研究

本工作制得几种分子式为 Bi4（M）Ti4O15的含铋层状结构铁电陶瓷,其中 M=Ca、Sr、Ba 和 Pb。测量了它们的介电、压电性能以及 Bi4SrTi4O15（BST）陶瓷的性能稳定性。这些陶瓷的介电和压电性能除居里温度（420～800℃）有所不同外,其它性能基本相似:d33=16～20×10-12C/N;ε33=160～250;tanδ=0.005～0.02。根据铁电电滞回线,BST 陶瓷在室温下的饱和自发极化 P?和矫顽场强 E?分别为12μC/cm2和80kV/cm。性能测量表明,它们的抗热处理和抗一维压应力的去极化能力优异,试样经400℃或500℃处理1h 后,d33值几乎不变,当压应力σ高达200MPa 并至少经20次循环,其释放电荷量 Q 和应力σ仍呈线性。由BST 陶瓷制得的加速度计,在-190～300℃之内其释放电荷 Q 相对室温的变化率<5%。当 Ba2+、Sr2+和 Ca2+分别取代 M 时,发现陶瓷的居里温度 Tc 逐渐递增,此变化程序正好与具有相应离子的 ABO3型钙钛矿结构的相反。文章对出现上述现象的原因作了讨论。