材料研究学报

作者：曾仁芬, 江向平, 陈超, 黄枭坤, 聂鑫, 叶芬

单位：景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院 江西省先进陶瓷材料重点实验室 景德镇 333403

关键词：无机非金属材料,共生陶瓷,铋层结构,上转换发光,电学性能

基金：国家自然科学基金(51862016);国家自然科学基金(52062018);国家自然科学基金(51762024);江西省自然科学基金(20192BAB206008);江西省自然科学基金(20192BAB212002);江西省教育厅科技项目(GJJ190712);江西省教育厅科技项目(GJJ201331)

用传统固相法制备了Bi7-x Er x Ti4.5W0.5O21(BTW-BIT-xEr3+,x=0.05、0.10、0.15、0.25、0.35)共生铋层结构无铅压电陶瓷,用BTW-BIT-xEr3+的XRD和SEM表征其相结构和形貌,研究了Er3+掺杂对其上转换发光性能和电学性能的影响。结果表明：在这种陶瓷中生成了铋层状结构的单一晶相。在980 nm光波激发下所有组分的上转换荧光谱中都能清晰地观察到两个绿光和一个红光发射峰,峰的中心分别位于532 nm、548 nm和660 nm处。改变掺杂Er3+离子浓度可调节其强度比。根据BTW-BIT-0.15Er3+样品在532 nm和548 nm绿光的光强比拟合了290~440 K的温度灵敏度,结果表明440 K处的灵敏度最大为0.0023 K-1。Er3+离子替代BTW-BIT-xEr3+伪钙钛矿层的Bi3+使氧空位浓度的降低,降低了高温介电损耗,提高了激活能和压电常数。BTW-BIT-0.15Er3+陶瓷的综合电学性能最优,分别为d33=14 pC/N、Tc=697℃,tanδ=0.53%、Qm=2055。这种陶瓷材料具有最优的发光性能和良好的热稳定性。

来源：2022年第10期

《材料研究学报》期刊编辑部

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