信阳师范大学田永尚与井强山等：（1−x）Bi0.5Na0.5TiO3-xBaSnO3无铅压电陶瓷的弛豫铁电性和高热膨胀性能
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
48热度
Journal of Alloys and Compounds
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Relaxor ferroelectricity and elevated thermal expansion behaviour of (1−x)Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub>-xBaSnO<sub>3</sub> lead-free piezoelectric ceramics
Tian Y.; Ma M.; Li S.; Yan C.; Ji X.; Wu H.; Wang J.; Jing Q.
Published：2024-07-05
DOI：10.1016/j.jallcom.2024.174566
研究背景
当今社会，压电电子元件在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。然而，传统的铅基压电材料存在环境污染和健康风险。因此，寻找无铅替代品成为当前研究的热点之一。
研究内容
最近发表在《Journal of Alloys and Compounds》的一篇论文探讨了一种新型无铅材料——(1−x)Bi<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>TiO<sub>3</sub>-xBaSnO<sub>3</sub>（简称BNT-xBS）材料的压电和铁电性能。研究采用传统的固态反应方法制备了一系列BNT-xBS陶瓷，并系统研究了不同BS含量（x）下的相变性能、断裂形貌、介电常数、铁电性、压电性以及热膨胀特性。随着x的增加，从R3c相向P4bm相的相变发生，晶粒尺寸从1.79微米略微减小至1.51微米。同时，介电弛豫和扩散相变的程度得到改善，铁电性和压电性最初增加然后减小。在x = 0.06时观察到最佳的电性能，包括P<sub>r</sub> = 41.6 μC/cm<sup>2</sup>、d<sub>33</sub> = 167.8 pC/N和k<sub>p</sub> = 0.318。论文还探讨了位点失序、长程电偶极排序和晶粒尺寸对各种电性能的影响。此外，根据Born-Lande理论，研究了热膨胀行为的机制。这项研究为研究基于BNT的多功能压电材料，尤其是用于潜在能量收集设备的材料奠定了基础。
研究意义
这项研究不仅为开发环境友好的无铅压电材料提供了新思路，还揭示了BNT-xBS陶瓷在压电和铁电领域的潜力。通过优化BS含量，可以获得最佳的电性能，为未来能源收集设备的发展提供了新的可能性。
希望这篇文章能够帮助你更好地了解这一前沿研究领域！
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