(Li,Ce)对CaBi4Ti4O15压电陶瓷的介电,压电和阻抗特性的影响
这份研究论文的标题和描述提到的是(Li,Ce)离子掺杂对CaBi4Ti4O15压电陶瓷的介电、压电以及阻抗特性的影响。其中涉及的关键知识点如下: 1. 压电陶瓷材料:CaBi4Ti4O15属于Aurivillius相材料,是一种重要的压电材料。压电材料具有将机械能与电能相互转换的特性,广泛应用于传感器、执行器、能量采集等领域。 2. Aurivillius相材料:这是一种具有特殊层状结构的材料,由Bi2O2层和类钙钛矿层交替排列构成,其中m代表类钙钛矿层中八面体层数。这种结构赋予了材料独特的物理性能,如较高的居里温度、较大的直流电阻率和抗疲劳特性,使其成为高温压电器件和铁电随机存取存储器(FeRAMs)的潜力候选者。 3. 居里温度(TC):材料从铁电相转变为顺电相的温度点,对于压电材料而言,高居里温度意味着在较高温度下仍能保持压电特性,因此是设计高温应用器件的重要参数。 4. 压电系数(d33):衡量压电材料将机械变形转换为电荷的能力的指标。高的压电系数意味着材料具有更强的压电性能,能够产生更大的电荷响应,对于提高压电器件的性能至关重要。 5. 晶体结构与显微结构:通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析,研究者可以探究掺杂元素对材料晶体结构和显微结构的影响。Li和Ce离子掺入CaBi4Ti4O15后,影响了晶体结构中A位点的组成,形成了单一的Aurivillius型结构。 6. 电子传导和介电弛豫:在高温区域,材料的电子传导和介电弛豫特性对材料的电性能有直接影响。氧空位对材料的电子传导和介电弛豫有显著贡献,通过电化学阻抗谱能够详细分析这些电学特性。 7. Jonsher通用定律:是一种描述材料交流电导率与温度关系的定律。材料在交流电场下的电导行为遵循这一规律,研究中发现该材料的电导符合Jonsher通用定律。 8. 离子掺杂:在Aurivillius相材料中引入不同离子,如本研究中的Li和Ce离子,可以调节材料的电学、磁学等性能,是改善材料性能的一种重要手段。 研究论文中提及的实验方法、数据和分析结果,对于理解和优化压电陶瓷材料的性能有重要的学术和实际应用价值。通过对这类材料的深入研究,可以推动高温压电器件和FeRAMs等领域的技术进步。
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