偶极对替代钛酸钡陶瓷中铁电相演化的介电与结构研究
材料科学
2020-11-17 v1
摘要
采用传统固相反应法制备了 x 等于 0、0.0025、0.005、0.01、0.025 和 0.05 的 Ba{[Gax,Tax]Ti(1-2x)}O3 陶瓷。进行了结构与介电表征，以研究偶极对替代浓度对宏观介电性能的影响。随着 x 增大，Ba{[Gax,Tax]Ti(1-2x)}O3 从经典铁电体演变为扩散相变（DPT）。x ≥ 0.01 的 Ba{[Gax,Tax]Ti(1-2x)}O3 具有与 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3（PMN-PT）以及近期报道的 (Ba0.97Pr0.03)(Ti0.9425Ce0.05)O3（BPTC）相当的扩散参数，但缺乏被严格定义为弛豫铁电体所必需的对 Tm 的频率和温度依赖性。此外，Ba{[Ga0.05,Ta0.05]Ti0.9}O3 在温度范围 [-75°C, 120°C] 内、10 kHz 下具有 700±16% 的相对介电常数 εr 和小于 0.05 的损耗因子。与 BaTiO3 相比，Ba{[Gax,Tax]Ti(1-2x)}O3 在室温及以上具有增强的电阻率。进行了原位 XRD（包括 Rietveld 精修），以确定温度范围 [RT, 1000°C] 内各组成的晶格参数、热膨胀系数和相变温度（Tc），从而将介电性能与材料结构联系起来。这些研究通过温度依赖的拉曼光谱得到佐证，以比较电学和结构表征确定的 Tc。结合描述母体基体中空间分离的施主和受主掺杂剂的现有模型，讨论了 Ba{[Gax,Tax]Ti(1-2x)}O3 的性能，并关联了晶格参数、居里温度和其他材料性能。
引用
@article{arxiv.2011.07872,
title = {Dielectric and structural studies of ferroelectric phase evolution in dipole pair substituted barium titanate ceramics},
author = {Vignaswaran K. Veerapandiyan and Marco Deluca and Scott T. Misture and Walter A. Schulze and Steven M. Pilgrim and Steven C. Tidrow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.07872},
year = {2020}
}