通过调控相结构，在BiScO3–PbTiO3压电陶瓷中实现了超低的介电损耗以及优异的热稳定性

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Ultralow Dielectric Loss with Excellent Thermal Stability in BiScO3–PbTiO3 Piezoelectric Ceramics via Phase Structure Regulation

Bi(Mn2/3Nb1/3)O3-BiScO3-PbTiO3体系通过形态多相边界设计实现介电损耗降低至0.57%和机械品质因子提升至124，同时保持优异压电性能，原位表征显示300℃以下热稳定性良好。

　　

BiScO₃–PbTiO₃（BS-PT）陶瓷兼具高压电性能和高居里温度，但由于高介电损耗（tan δ ≈ 4%）和低机械品质因数（Q_m ≈ 28）而在功率应用方面受到限制。在此，我们引入了弛豫铁电体Bi(Mn_2/3Nb_1/3)O₃（BMN），构建了一个富钛（T-rich）的形态各向异性相界（MPB），从而在不显著降低压电性能的情况下同时降低了tan δ并提高了Q_m。优化后的0.02BMN-BS-0.635PT组合物具有以下性能：tan δ = 0.57%，d₃₃ = 365 pC/N，Q_m = 124，k_p = 0.53，k_t = 0.54，以及T_c = 435 °C。Mn在B位点的替代产生了氧空位，这些氧空位与受体中心结合形成缺陷偶极子，它们与富钛相的强相互作用抑制了极化旋转和畴壁运动，从而降低了介电损耗并提高了Q_m；同时，弛豫效应诱导的极性纳米畴有助于保持较高的d₃₃值。原位电学和结构表征显示了优异的热稳定性：k_p和k_t在300 °C时仍为0.5，变化幅度小于7%，而d₃₃值则持续升高至300 °C，表明该材料具有高于此温度的退极化特性。高温XRD分析进一步证实，在300 °C以下，菱形相与四方相的比例保持稳定，这与室温下富钛MPB的设计一致，解释了材料的优异性能。本研究展示了BMN-BS-PT陶瓷在高温高功率压电应用中的潜力，并为设计先进压电陶瓷提供了一种通用的相结构调控策略。