固相燃烧法合成 Ba0.91Ca0.09Ti0.916Sn0.084O3-0.1WT%ZnO -0.1WT%MnO2 无铅铁电陶瓷的相形成及电学性能

本研究探讨了烧成温度对通过固相燃烧法合成的 Ba0.91Ca0.09Ti0.916Sn0.084O3-0.1wt%ZnO-0.1wt%MnO2 (BCTS-ZnMn) 无铅铁电陶瓷的相形成、微观结构和电学性能的影响。以甘氨酸为燃料以降低合成温度。样品在 1050 至 1250°C（以 50°C 为增量）下预烧 3 h，并在 1250 至 1450°C（以 50°C 为增量）下烧结 3 h。在 1100°C 以上预烧的粉末中发现了纯钙钛矿相。对陶瓷的相结构、微观结构、介电和铁电性能进行了检测。陶瓷的 X 射线衍射（XRD）分析显示所有陶瓷中均存在四方相（T）和正交相（O）。平均粒径和平均晶粒尺寸随烧成温度的升高而增大。密度、居里温度下的介电常数（ɛc）、Pr 和 Ps 随烧结温度升高（最高至 1400°C）呈增加趋势，随后在 1450°C 时下降。在 1400°C 烧结的陶瓷表现出最高的密度（5.89 g/cm3）、介电响应（ɛc = 13324）和良好的铁电行为（Pr = 8.67 µC/cm2、Ps = 17.92 µC/cm2 和 Ec = 0.99 kV/cm）。