锶镁共掺对Na0.5Bi0.5TiO3氧离子导体电学性能的影响分析

摘要：通过固相反应法制备单一结构的锶镁共掺的Na0.5Bi0.48Sr0.02Ti0.98Mg0.02O2.97氧离子导体,利用交流阻抗谱和内耗温度谱分别研究锶镁共掺对Na0.5Bi0.5TiO3材料晶粒电导率及氧离子扩散的影响。在593K时,Na0.5Bi0.48Sr0.02Ti0.98Mg0.02O2.97材料的晶粒电导率可以达到5.31×10^-4S/cm,比母体Na0.5Bi0.5TiO3材料在同温度下的晶粒电导率高一个数量级,甚至超过了Na0.5Bi0.5Ti0.98Mg0.02O2.98样品在673K温度下的晶粒电导率。在锶镁共掺的Na0.5Bi0.48Sr0.02Ti0.98Mg0.02O2.97材料中观察到一个氧弛豫内耗峰,其弛豫参数为:E=0.85eV,τ0=7.4×10^-14s。结合弛豫参数和结构分析,Sr^2+的掺杂在一定程度上可以增大氧离子扩散的自由体积,较大的自由体积、较高的可动氧空位浓度和较好的氧空位可动性是NBT-SrMg2样品晶粒电导率相较于NBT-Mg2样品大幅提高的主要原因。