镁掺杂(Bi0.5Na0.5)0.935Ba0.065Ti1?xMgxO3陶瓷的相结构、介电与电学性能研究及其无铅压电材料应用潜力

本文推荐：研究通过固相法合成Mg2+掺杂BNBT（(Bi0.5Na0.5)0.935Ba0.065TiO3）无铅压电陶瓷，揭示了立方相（Pm3m空间群）结构稳定性及介电常数（εr=4910@310°C）随掺杂浓度提升的规律，为环保型功能材料开发提供新思路。

　　

Highlight

实验方法

本研究采用固态反应法制备(Bi_0.5Na_0.5)_0.935Ba_0.065Ti_1?xMg_xO₃（BNBT）陶瓷，原料经80°C干燥后球磨24小时，850°C煅烧并于1160°C烧结2小时。图1展示了从原料到终产物的制备流程。

物相与显微结构分析

XRD显示样品在2θ=33°-77°区间出现典型钙钛矿立方相（Pm3m空间群）衍射峰，晶格常数从3.85631?增至3.87629?（x=0.03）。SEM观察到致密显微结构，粒径随Mg²⁺掺杂量增加从0.92μm减小至0.59μm。

结论

Mg²⁺掺杂BNBT陶瓷呈现优异的立方相稳定性，介电常数在居里温度（CT=310°C）达峰值4910。晶格膨胀与二次相（460°C）现象揭示了掺杂对材料极化行为的调控机制。