Mối liên hệ giữa thời gian phục hồi điện môi và tính chất áp điện của hệ vật liệu Ba1-xCaxZr0,1Ti0,9O3

Tóm tắt

Hệ vật liệu Ba1-xCaxZr0,1Ti0,9O3 (BCZT) (với x=0,075-0,175) được chế tạo bằng phương pháp phản ứng rắn ở nhiệt độ nung thiêu kết 1450oC trong 4 giờ. Kết quả phân tích cấu trúc bằng giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy, trong hệ vật liệu cùng tồn tại các cấu trúc pha khác nhau của BCTZ điển hình. Khi tỷ lệ pha tạp Ca tăng trên 17,5% thì xuất hiện thêm pha cấu trúc CaTiO3 trong mẫu vật liệu. Kết quả phân tích trở kháng vào tần số trong phạm vi 100-2,5 MHz ở nhiệt độ phòng và thời gian phục hồi điện môi đối với tất cả các mẫu ở dạng hình đĩa và hình trụ cho thấy trở kháng, thời gian phục hồi điện môi có xu hướng giảm khi tỷ lệ Ca tăng lên. Kết quả này cho thấy, sự thay thế của ion Ca2+ vào vị trí Ba2+ ảnh hưởng đáng kể đến thời gian phục hồi điện môi và tính chất áp điện của các mẫu BCZT. Các đặc tính áp điện đã được cải thiện và tối ưu hóa ở nồng độ pha tạp 15% Ca, trong đó thời gian phục hồi điện môi có giá trị nhỏ nhất. Mối quan hệ giữa thời gian phục hồi điện môi và tính chất áp điện được phát hiện có liên quan đến sự cùng tồn tại của các pha cấu trúc trong vùng biên pha hình thái được chứng minh bằng kết quả XRD.