Co、Mn共掺杂铋层状Na0.5Bi4.5Ti4O15无铅压电陶瓷的显微结构及电性能

采用固相法制备Na0.5Bi4.5Ti4O15＋x%Co2O3＋y%MnCO3(NBT-CM-x)(y＝0.1x)铋层状无铅压电陶瓷，研究了Co、Mn共掺杂对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明所有样品均为铋层状结构；Co、Mn共掺杂能促进陶瓷晶粒生长；随Co、Mn共掺杂量的增加，Curie温度TC逐渐升高(均在635℃以上)；Cole-Cole图出现2个圆弧，表明存在晶粒和晶界效应；适量Co、Mn共掺杂提高了Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的压电常数d33、剩余极化强度Pr、机械品质因数Qm和相对介电常数εr，降低了直流电导率σDC和介电损耗tanδ。当x＝3.0时，NBT-CM-x陶瓷的综合性能最佳d33＝24pC/N，Pr＝11.70μC/cm2，Qm＝3117，εr＝198，tanδ＝0.19%，kp＝9.9%，kt＝14.7%，表明该陶瓷材料具有良好的高温应用前景。