Ảnh hưởng của BaSiO3 lên hệ số biến dạng của gốm áp điện không chì nền Bi0.5Na0.5TiO3

Tóm tắt

Để nâng cao hệ số biến dạng của vật liệu gốm áp điện không chì, hệ gốm (0,82-x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.18Bi_0.5K_0.5TiO₃-xBaSiO₃ với x=0-5% đã được nghiên cứu. Các mẫu gốm được chế tạo thông qua phương pháp phản ứng pha rắn. Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X và kết quả đo khối lượng riêng cho thấy, các mẫu gốm đều có cấu trúc của vật liệu áp điện dưới dạng cấu trúc giả lập phương với độ xít chặt cao trên 95%. Tính chất điện môi của các mẫu gốm thể hiện sự phụ thuộc mạnh vào tần số, nhiệt độ và hàm lượng BaSiO₃. Đường cong biến dạng gây bởi điện trường xoay chiều của các mẫu gốm cho thấy quá trình chuyển pha từ pha sắt điện sang pha relaxor khi làm lượng BaSiO₃ lớn hơn 3%. Đặc biệt, hệ số biến dạng gây bởi điện trường một chiều được tìm thấy trong mẫu gốm áp điện có thành phần nằm ở vùng biên pha hình thái (MPB).
Mẫu gốm có thành phần x=0,03 cho thấy giá trị biến dạng cực đại lên tới 0,167%, tương ứng với giá trị biến dạng theo điện trường là 278 pm/V. Các kết quả của nghiên cứu này khẳng định tiềm năng của chất pha tạp BaSiO₃ đối với khả năng tăng cường hệ số biến dạng của gốm áp điện không chì nền Bi_0.5Na_0.5TiO₃.