Ca含量对(Ba1-xCax)(Zr0.1Ti0.9)O3-BiFeO3无铅压电陶瓷微结构和电学性能的影响

笔者采用传统固相法制备了0.99(Ba1-xCax)(Zr0.1Ti0.9)O3-0.01BiFeO3（BCxZT,x=0.00,0.06,0.12,0.18）无铅压电陶瓷，系统地研究了Ca含量对陶瓷相结构、微观形貌和电学性能的影响。研究结果表明：所有样品均为ABO3钙钛矿结构固溶体，无其他杂相存在；随着Ca含量的增加，陶瓷晶体结构从三方相向四方相转变。Ca的加入对频率色散影响不明显，具有良好的频率稳定性。通过拟合修正后的Curie-Weiss定律，研究介电弛豫特性，γ值由1.76降到1.61,说明陶瓷弛豫程度下降。Ca取代Ba后，d33和kp均呈现先增加后减小的变化趋势，当x=0.12时获得最佳电学性能：εr=4 448、tanδ=0.013、d33=207 pC/N、kp=0.24。从P-E曲线观察出，Pr和Ec都先增后减，在Ca含量为0.12时，P-E曲线最为饱和，铁电性能最佳：Pr=1.7 μC/cm2,Ec=0.30 kV/mm。