无铅Ru掺杂BaTiO3陶瓷的相演化及室温压电性能增强响应
材料科学
2022-01-03 v1
摘要
近年来，无铅压电陶瓷材料及其结构-性能关联的发展受到大量关注。压电响应的产生与这些材料的相演化密切相关。本工作中，我们报道了 Ru 掺杂及随之而来的相演化对多晶无铅钛酸钡（记为 Ba(RuxTi1-x)O3，BRT）压电响应最大化的影响。样品采用常规固相反应法在窄组成范围内制备。Ru 掺杂增加了 BaTiO3 样品的漏电流，这归因于 Ru3+ 取代 Ti4+ 导致的氧空位浓度升高。详细结构分析表明，在室温附近呈现四方（空间群：P4mm）与正交（空间群：Amm2）结构相共存的样品展现出相对增强的压电性能。Ru 含量为 2 mol% 的 BRT 样品产生了最大纵向压电系数 d33 为 269 pC/N、高应变值 0.16%、大剩余极化 19 micro C/cm2 以及矫顽场 5.8 kV/cm。我们提出钌的 4d 轨道在改善功能性质及降低铁电居里温度（Tc）中起关键作用。我们的工作为设计具有增强压电性能的无铅压电材料时调控相演化提供了线索。
引用
@article{arxiv.2112.14982,
title = {Phase evolution and enhanced room temperature piezoelectric properties response of lead-free Ru doped BaTiO3 ceramic},
author = {Kumar Brajesh and Sudhir Ranjan and Ashish Garg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.14982},
year = {2022}
}