研究目的
通过W/Nb掺杂诱导结构畸变、缓解四方应变并降低氧空位浓度，从而提升Bi4Ti3O12（BIT）陶瓷的压电性能和高温应用下的温度稳定性。
研究成果
BIT陶瓷中W/Nb的掺杂通过诱导结构畸变、降低四方应变和减少氧空位，提升了压电性能和温度稳定性。优化组分（x=0.01）展现出高达32 pC/N的d33值、655°C的居里温度，以及在600°C下仍保持优异的电阻率和传感器稳定性，适用于高温应用场景。
研究不足
该研究聚焦于BIT陶瓷中的W/Nb取代，未探索其他掺杂剂或方法。温度稳定性评估上限为600°C，可能未涵盖所有高温场景。传感器测试仅限于压缩模式加速度计。
1：实验设计与方法选择：
采用传统固相反应法制备了组成为Bi4Ti3-2xWxNbxO12（x=0.00、0.005、0.010、0.020、0.030）的样品，旨在研究W/Nb取代对结构、介电性能、直流电阻率和压电性能的影响。
2：030）的样品，旨在研究W/Nb取代对结构、介电性能、直流电阻率和压电性能的影响。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：原料包括Bi2O3（99.90%）、TiO2（99.22%）、WO3（99.00%）和Nb2O5（99.90%）。粉末经行星式球磨、煅烧、压片、烧结后涂覆铂浆进行电学表征。
3：90%）、TiO2（22%）、WO3（00%）和Nb2O5（90%）。粉末经行星式球磨、煅烧、压片、烧结后涂覆铂浆进行电学表征。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：使用设备：布鲁克D8 ADVANCE X射线衍射仪、日立扫描电镜（SEM）、Jobin-Yvon显微拉曼光谱仪（LabRAM HR 800 UV）、高阻测量系统（型号HRMS-900）、LCR表（型号E4980 A）、d33测试仪（型号ZJ-3）、PCB 9155D压电加速度计校准系统。材料：指定试剂级金属氧化物。
4：0）、LCR表（型号E4980 A）、d33测试仪（型号ZJ-3）、PCB 9155D压电加速度计校准系统。材料：
4. 实验流程与操作步骤：粉末经称重、球磨、干燥后于850°C煅烧，再研磨后添加聚乙烯醇造粒，压制成圆片，在1080-1140°C烧结，涂覆铂层，施加直流电场极化，测试结构、介电性能、电阻率、压电常数及传感器性能。
5：实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：通过XRD图谱分析物相结构，采用TOPAS软件进行Rietveld精修，拉曼光谱用洛伦兹函数拟合，分析介电和电阻率数据的温度依赖性，热退火后测量压电性能。
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X-ray diffractometer
D8 ADVANCE
Bruker
Analyze phase structure of ceramics
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LCR meter
E4980 A
Keysight
Determine dielectric properties
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Scanning electron microscope
Hitachi
Observe microstructure of ceramics
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Micro-Raman spectrometer
LabRAW HR 800 UV
Jobin-Yvon
Investigate Raman spectra
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High-resistance measurement system
HRMS-900
Partulab
Measure DC electrical resistivity
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d33 meter
ZJ-3
Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences
Measure piezoelectric constants
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Piezoelectric accelerometer calibration system
PCB 9155D
PCB
Measure charge sensitivity of sensors
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Planetary-ball-mill
Mill powders for sample preparation
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