王 成

（甘肃建筑职业技术学院，甘肃 兰州 730000）

研究表明0.8Bi0.5Na0.5TiO3-0.2Bi0.5K0.5TiO3（Bi0.5Na0.4K0.1TiO3，BNBK20）具有MPB结构，此时BNBK20二组元陶瓷具有最为良好的压电性能[1，2]。Lee等人研究了BNT-BKT-(Ba,Sr)TiO3三元系陶瓷，发现(Ba,Sr)TiO3的掺入会诱发一个六方-四方相变，并且当Ba和Sr的摩尔比为7:3时，样品的铁电和介电性能会发生显著地增强[3]。大量研究表明，铁电及介电等相关性能还可通过调整不同Ba/Sr比进行调控[4，5]。

本文以Bi0.5Na0.4K0.1-(Ba，Sr)TiO3为研究对象，研究不同Hf4+掺杂量对Ba/Sr比为0.1/0.9时的介电、压电等电学性能的影响。

1 实验方法与表征

采用固相反应法制备了0.65Na0.4K0.1Bi0.5TiO3-0.35Ba0.1Sr0.9Ti1-xHfxO3（简写为B1S9Hf100x，x=0.02，0.04，0.06，0.08）陶瓷。Na2CO3，K2CO3，BaCO3，SrCO3，Bi2O3，TiO2和HfO2作为原材料，使用前将这些粉料放入80℃烘箱中烘干24h。根据化学计量比称量所需质量的粉料，放入聚乙烯球磨罐中，以氧化锆球和无水乙醇作为球磨介质，在行星式球磨机中球磨14h。将球磨后的浆料烘干压块，在850℃预烧6h，使各组分充分反应，然后再次球磨14h并烘干过筛。最后以包埋法进行烧结，烧结温度为1140℃，烧结时间为4h。将烧结后的陶瓷打磨至0.6mm～0.7mm并抛光，然后被银电极，以便进行后续电学性能测试。

样品的相结构由X射线衍射仪（XRDX’Pert PRO MPD，Philips，Eindhoven，Netherlands）测定；介电性能由精密阻抗分析仪（Aglient 4294a，Santa Clara，CA）测定；极化曲线和应变曲线采用标准铁电分析仪来测定（TF-2000，aixACCT,Aachen,Germany）。

2 结果与讨论

2.1 相结构

室温下B1S9Hf100x样品的XRD衍射图谱如图1所示，衍射角度2θ为20°～75°。从图1（a）可以看出，所有试样均为单一钙钛矿结构，说明掺入的Ba2+，Sr2+，Hf4+元素已完全进入了Bi0.5Na0.4K0.1TiO3晶格中。图1（b）和（c）为（111）、（200）XRD衍射峰处扩展图谱，可看出随着Hf4+离子掺杂量的增加，衍射峰向低2方向少量偏移。出现此现象的原因在于Hf4+（r=0.71Å）离子半径大于Ti4+离子（r=0.605Å），因此Hf4+取代Ti4+会引起晶格参数的增加，进而使衍射峰向低角度偏移。……