Enhanced ferroelectric, magnetic and magnetoelectric properties of multiferroic BiFeO3–BaTiO3–LaFeO3 ceramics

Lead-Free BiFeO3-BaTiO3 Ceramics with High Curie Temperature: Fine Compositional Tuning across the Phase Boundary for High Piezoelectric Charge and Strain Coefficients

“…By further comparing previously reported d 33 , d * 33 , and T C values of BF-BT based piezoceramics, the difference between the d * 33 and d 33 values is large with the variation of compositions. The largest d * 33 value (640 pm/V) was displayed by the 0.65BiFeO 3 -0.33BaTiO 3 -0.02­(Ba 0.8 Ca 0.2 )­ZrO 3 ceramic, while the largest d 33 value of only 223 pC/N was obtained in the 0.675BiFeO 3 -0.3BaTiO 3 -0.025LaFeO 3 ceramic . The different electrical behaviors at various compositions indicate that the phase structure and domain structure may be sensitive to the x contents.…”

“…Piezoresponse force microscopy (PFM) is an intuitive and noninvasive technique to determine the domain morphology in polycrystalline materials. , Figure shows the PFM scanning results of the out-of-plane amplitudes and phases of the BF-0.20BT, BF-0.25BT, BF-0.30BT, BF-0.35BT, and BF-0.50BT ceramics at 25 °C and PFM phase images at a voltage of ±10 V. The BF-0.20BT ceramic exhibits coarse striped domains, which are characteristic of domains with the R symmetry. Compared with the BF-0.20BT ceramic, the domain structure of the BF-0.25BT ceramic changes greatly.…”

“…only 223 pC/N was obtained in the 0.675BiFeO 3 -0.3BaTiO 3 -0.025LaFeO 3 ceramic. 50 The different electrical behaviors at various compositions indicate that the phase structure and domain structure may be sensitive to the x contents.…”

Preparation and Property of High Entropy (La0.2Li0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)TiO3 Perovskite Ceramics

“…学的 Cantor 和印度科学研究所的 Ranganathan 各自 独立提出 [1][2][3] ，目前已成为国内外材料学术界的研究 热点之一。基 于 高 熵 理 念 诞 生 的 高 熵 合 金 材料 (HEAs)，以其热力学上的高熵效应、动力学上的 迟缓扩散效应、结构上的晶格畸变效应及性能上的 鸡尾酒效应 [4] ，展现出许多传统材料无法比拟的优 异性能，如高强度、高硬度、耐腐蚀性、高氧化活 性及优异的电磁性能等 [5][6][7][8][9] ，有望成为解决目前工程 领域材料性能瓶颈问题的关键材料之一。 近年来，高熵设计理念逐渐拓展到高熵陶瓷研 究领域 [10][11] ，开发出诸多非氧化物高熵陶瓷和氧化 物高熵陶瓷。如周延春教授课题组开发的多孔高熵 碳化物陶瓷(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C [12] ，骆建团队 开发的具有高硬度的 (Mo0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2W0.2)Si2 [13] 及张国军教授团队开发的具 有 密 排 六 方 结 构 的 (Ti0.2Zr0.2Nb0.2Mo0.2W0.2)Si2 [14] 等高熵硅化物陶瓷， 以 及 具 有 较 好 力 学 性 能 的 高 熵 硼 化 物 (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2 [15] 等非氧化物高熵陶瓷。 而氧化物高熵陶瓷则是由 Rost 等 [16] 于 2015 年首次 提出，并成功开发了一种由 5 种不同金属离子构成 的 具 备 岩 盐 结 构 的 单相高熵陶瓷 (Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O， 为设计复杂的多组分氧 化物陶瓷开辟了新的途径。尽管最初对氧化物高熵 陶瓷(HEOs)的工作主要集中在岩盐结构上，但目 前已相继开发出了许多其他结构的氧化物高熵陶瓷 材料 [17][18][19][20][21][22] 。例如陈克丕教授课题组制备的具有萤石 结构的高熵陶瓷(Ce0.2Zr0.2Hf0.2Sn0.2Ti0.2)O2 [18] ，张国 军教授团队开发的具有焦绿石结构的高 熵 陶 瓷 (5RE1/5)2Zr2O7 [22] ，Dabrowa 等 [19] 采用传统陶瓷工艺 首 次 开 发 的 尖 晶 石 结 构 的 高 熵 陶 瓷 (Co,Cr,Fe,Mn,Ni)3O4，以及 Sicong Jiang 等 [20] 合成的 具有钙钛矿结构的高熵陶瓷等等。 钙钛矿型( ABO3 结构)氧化物的晶体结构一般 由 12 配位的 A 位原子和 6 配位的 B 位原子以及氧 八面体组成。由于 A、B 位配位数较多，阳离子的 不同组合就会越多，不同的排列组合中会存在不同 尺寸的 A、B 位阳离子半径， 从而引起容忍因子 t 的 变化，产生晶格畸变，进而导致钙钛矿结构对称性 降低，使其表现出丰富的物理化学性质，在太阳能 电池、光催化、质子导体、介电、铁电和多铁 [23][24][25][26][27][28] 等方面应用前景广泛。基于此，Sicong Jiang 等 [20] 将 高熵理念延伸到钙钛矿型氧化物，成功制备了由 13 种阳离子组成的具有钙钛矿结构的高熵氧化物，并 结合容忍因子、原子尺寸差异和混合熵，分析了形 成高熵钙钛矿结构的条件，为钙钛矿结构的高熵氧 化物研究奠定了基础。在此基础上，Biesuz 等 [29] 探 究了常规烧结和等离子烧结工艺对钙钛矿结构 Sr((Zr0.94Y0.06)0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Mn0.2)O3−x 高熵陶瓷结 构和性能的影响。而 Sarkar 等 [17] 则成功合成了过渡 族金属和稀土元素组成的组元数高达 10 的钙钛矿 型高熵陶瓷(Gd, La, Nd, Sm, Y)(Co, Cr, Fe, Mn, Ni)O3， 证明阳离子随机分布，体系在循环热处理过程中表 现出从多相到单相的可逆转变，这一事实有力地证 实了在这些钙钛矿系统中存在熵驱动的结构稳定效 应。最近，蒲永平教授团队 ...…”

Structural change from Pbnm to R3̅c phase with varying Fe/Mn content in (1-x) LaFeO3.xLaMnO3 solid solution leading to modifications in octahedral tilt and valence states

“…At ~1200 K, the structure becomes rhombohedral (space group R3̅ c) [40]. LFO is multiferroic [41], and possesses properties like exchange bias [42]. Hence, it is used in memory devices and spintronic devices.…”