文 献 综 述 1.选题依据和背景情况、工程应用价值及课题研究目的 1.1选题依据和背景情况 铁电材料具备优良的介电、热释电、铁电及压电等性能，其在通信、传感、医疗、航天、机械、生物等众多领域都有广泛的应用[1-3]。

到目前为止，在压电驱动器、铁电存储器、传感器、红外探测器等应用中，占主导地位的是以Pb(Zr1#8211;xTix)O3(PZT)为代表的多元含铅压电材料众所周知，在这些含铅压电材料中，铅的含量非常高，达到质量分数的60%以上，在制备生产和使用的过程中，极易会对环境和人身健康造成巨大的伤害。

所以，在实际生活和生产应用中迫切希望能够开发出一种新的具有高压电性能的无铅压电陶瓷来取代目前的PZT基压电陶瓷。

无铅压电陶瓷，也被称为环境协调性压电陶瓷，它要求陶瓷材料既具有满意的使用性能又具有良好的环境协调性，即要求材料体系本身不含对生态环境可能造成损害的物质(特别是铅)，并且在制备、使用、废弃处理过程中不产生对环境可能有害的物质，以及制备工艺应具有耗能少、对环境污染小等良好的环境协调性[4-5]。

目前为止，各国最关注的无铅体系主要是钙钛矿结构无铅压电陶瓷(BaTiO3基、Bi0.5Na0.5TiO3基、(K，Na)NbO3基等)。

钙钛矿结构压电陶瓷的化学分子式为ABO3，其晶胞结构如图1所示，A离子为半径较大、价位较低的阳离子，位于氧八面体的空隙中，其配位数为12；B离子为半径较小、价位较高的阳离子，处于氧离子构成的氧八面体的中心，其配位数为6。

图1 钙钛矿压电陶瓷晶胞 钙钛矿结构是压电陶瓷中最常见的一种结构，广泛使用的PZT基含铅压电陶瓷就属于这种结构，而典型的钙钛矿结构的无铅压电陶瓷有BaTiO3，(Bi0.5Na0.5)TiO3等。

1.2工程应用价值 (Bi0.5Na0.5)TiO3(简称BNT)是1960年由smolenskii等人合成的钙钛矿结构铁电体[6]，其A位由Na 和Bi3 共同占据，借鉴B位复合钙钛矿弛豫铁电体的弛豫性来源于不同价态的B位离子在晶格上的无序分布[7-8]，Bi0.5Na0.5TiO3的弛豫性可能是不同价态的A位离子在晶格上的无序分布的结果。

BNT在室温下属于三方晶系，具有一些很好的特性，如居里点较高(约为320℃)，烧成温度属中温烧结(约在1100-1150℃左右)，具有较强的铁电性能(剩余极化强度为38 μC/cm2)，被认为是很有希望的无铅压电候选材料。

但纯的BNT陶瓷矫顽场很高(Ec = 7.3 kV/mm)，所以极化十分困难，BNT陶瓷在铁电相区的电导率相对较高，通常还没有加到所要求的极化电压时材料己经被击穿，且纯BNT的烧成温度范围较窄，很容易生烧或过烧，因此，纯的BNT陶瓷难以实用化。