通过(W,Cr)共掺杂协同增强高温0.3Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.7Bi3TiNbO9陶瓷的压电性和电阻率

采用固态反应法制备了3Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.7Bi3Ti1-x(W1/3Cr2/3)xNbO9 (0.3NBN-0.7BTN-WCx, x=0-0.06)高居里温度压电陶瓷，具有铋层状结构。优化后的0.3NBN-0.7BTN-WC0.04陶瓷的压电常数得到增强(d33=20.3 pC/N)，具有非常高的居里温度(TC=845.9 oC)。W/Cr离子的掺入破坏了晶体晶格的长程有序性，导致Nb/TiO6八面体的显著扭曲并生成更稳定的畴结构，从而促进了增强的压电响应和高居里温度。同时，W6+给体掺杂与缺陷偶极子的形成协同降低了氧空位的浓度，从而在高温条件下(@500 oC)实现了高电阻率(ρ=7.3×107 Ω·cm)和低介电损耗(tanδ=0.057)。此外，0.3NBN-0.7BTN-WC0.04陶瓷在600 oC退火后保持了93.1%的初始值(d33=18.9 pC/N)。所有结果表明，0.3NBN-0.7BTN-WC0.04陶瓷可以成为高温恶劣环境下压电传感器应用的良好候选者。