研究目的
研究高Tc BiScO3-BiFeO3-PbTiO3陶瓷的制备及其在氧气氛烧结中增强的压电性能。
研究成果
通过在氧气氛中烧结成功制备了具有增强压电性能的0.36[(1 ? x)BiScO3-xBiFeO3]-0.64PbTiO3陶瓷。当x=0.3时，其居里温度Tc提升至约500°C，氧烧结样品的d33值增至165 pC/N。该材料在高达450°C时仍表现出优异的热稳定性，有望成为超高温压电器件的理想候选材料。
研究不足
该研究聚焦于x=0.0至x=1.0的组分范围及烧结气氛对电学性能的影响，但未探讨通过进一步优化烧结工艺和调整组分来提升压电性能的潜力。
1：实验设计与方法选择：
采用传统固相反应法制备了0.36[(1?x)BiScO3?xBiFeO3]?0.64PbTiO3陶瓷。以分析纯Pb3O4、TiO2、Sc2O3、Bi2O3和Fe2O3为原料，按化学计量比称取后进行球磨、煅烧，再在空气或氧气气氛中烧结。
2：36[(1?x)BiScO3?xBiFeO3]?64PbTiO3陶瓷。以分析纯Pb3OTiOSc2OBi2O3和Fe2O3为原料，按化学计量比称取后进行球磨、煅烧，再在空气或氧气气氛中烧结。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：制备了x=0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0的样品。
3：0的样品。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：扫描电镜（S4800，日立）、X射线衍射仪（布鲁克D8 Advance）、X射线光电子能谱仪（ESCALAB 250）、LCR分析仪（安捷伦E4980A）、阻抗分析仪（Novocontrol Technologies）、高阻计（吉时利6517B）、压电d33测试仪（ZJ-6A）。
4：0）、LCR分析仪（安捷伦E4980A）、阻抗分析仪（Novocontrol Technologies）、高阻计（吉时利6517B）、压电d33测试仪（ZJ-6A）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过扫描电镜检测微观形貌，X射线衍射仪分析晶体结构，X射线光电子能谱仪测定价态，LCR分析仪测量介电性能，阻抗分析仪进行阻抗分析，高阻计测试绝缘电阻，压电d33测试仪测量压电常数d33。
5：数据分析方法：
基于XRD数据计算晶格常数和四方度，采用阿伦尼乌斯定律计算传导过程的活化能。
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XPS
ESCALAB 250
Thermo Electron
Determining the valence states of the elements
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LCR analyzer
Agilent E4980A
Agilent
Measuring the temperature-dependent dielectric property
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High resistance meter
Keithley 6517B
Keithley Instruments, Inc.
Characterizing the insulation resistance of specimens
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SEM
S4800
Hitachi
Detecting the micromorphology on a thermally etched cross section
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XRD
Bruker D8 Advance
Bruker
Determining the crystal structure
-
Impedance analyzer
Novocontrol Technologies
Novocontrol
Conducting impedance analysis
-
Piezoelectric d33 meter
ZJ-6A
Institute of Acoustics, Academia Sinica, China
Measuring the piezoelectric constant d33
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