镝掺杂锆钛酸铅镧透明陶瓷的结构和电光性能

针对锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷在光调制器应用中存在工作电压偏高、场致滞后明显等不足,以镧系镝(Dy)元素对锆钛酸铅镧(Pb0.88La0.12)(Zr0.4Ti0.6)0.96O3 [PLZT(12/40/60)]线性电光材料进行掺杂改性.采用热压技术研制镝掺杂锆钛酸铅镧[Pb0.88(La1-xDyx)0.12](Zr0.40Ti0.60)0.96O3](PLDZT)(x=0.1～0.5)透明电光陶瓷.系统考察了PLDZT透明陶瓷的光学性能和电光特性及其与材料结构的相关性.研究表明,Dy掺杂导致材料晶格畸变,微量Dy掺杂有效提高了 PLZT(12/40/60)透明陶瓷的光学透过率,并且使典型的线性电光材料呈现二次电光效应特征,二次电光系数R约为5.59×10-15m2/V2;同时掺杂改性的PLDZT(x=0.1)透明陶瓷的驱动电压较未改性PLZT材料明显降低.     

锆钛酸铅镧(PLZT)

几年以前钛酸铅和锆酸铅陶瓷广泛地应用于机电换能器。有人看到锆钛酸铅陶瓷磨成薄片时,相当透明,而且具有单轴双折射的特性,其双折射率可以用电控制。并发现锆钛酸铅掺镧,能有效地改进透明度。接着就有人研究了一种热压含高浓度镧(有时按原子百分比超过20)的陶瓷化合物的新技术,于是生产出一类新的陶瓷,叫锆钛酸铅     

金属壁与介质窗之间次级电子倍增效应的研究

高功率盒形窗内的TM11模法向电场对次级电子倍增现象具有较大的影响,特别是在介质窗片与金属波导壁相对的区域,易发生双面次级电子倍增.采用蒙特卡罗粒子模拟方法,研究了法向电场作用下氧化铝陶瓷窗片与铜波导壁之间的双面倍增敏感曲线、倍增阈值电压、粒子数量的演变过程以及粒子运动轨迹.通过对相关参数的分析,获得了金属壁与陶瓷窗片之间双面谐振倍增和非谐振倍增的规律以及双面倍增向单面倍增转变的特点.此研究可为分析窗片失效机理提供理论依据.     

钛酸铋钠钡系超声用压电陶瓷新材料

目前,国内外使用的超声换能器材料大多为锆钛酸铅(简称PZT)压电陶瓷,为了获得更高的测量精度(如测厚)和更清晰的图象(如B型超声诊断仪),对超声换能器材料提出了更高的要求.PZT类陶瓷由于径向振动机电耦合系数(Kp)和介电系数 太大和频率常数(Nt)较低,应用时不太令人满意.此外,PZT类陶瓷都含有70%左右的PbO,铅的毒性引起公害,而且由于PbO在烧结过程中的挥发使工艺复杂.所以到六十年代中期,国际上开始了非铅系统压电陶瓷的探索.19乃年,日本电子材料工业会还专门组织了对压电陶瓷无铅化的调查,可见探索无铅压电陶瓷新材料的重要性. 从197…     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的高压电活性研究进展

以Pb(Zr_(1–x)Ti)x)O)3(PZT)为代表的铅基压电陶瓷因为具有良好的压电性能和机电耦合性能已被广泛应用于科技、工业、军事以及日常生活中.但是, PZT基陶瓷中Pb的含量超过了60%(质量比),在生产、使用及废弃处理过程中都会给人类生态环境造成严重损害.因此,发展无铅压电陶瓷已成为世界压电陶瓷研究的热点之一.铌酸钾钠(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3 (KNN)无铅压电陶瓷因为具有较为优异的压电性能以及较高的居里温度,被认为是最可能取代铅基压电陶瓷的材料体系之一.经过研究者们的努力工作,改性后的KNN基无铅压电陶瓷压电性能已经接近或超过了某些铅基压电陶瓷的性能.本文综合介绍了具有高压电活性的KNN基无铅压电陶瓷国内外的研究进展,重点阐述了高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷制备工艺及相关理论基础的研究进展,并就今后铌酸钾钠基无铅压电陶瓷研究发展的方向及前景提出建议.     

基于PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3-PbTiO_3压电单晶的磁电复合薄膜材料研究进展

电子信息技术的迅速发展对磁电功能器件的微型化、智能化、多功能化以及灵敏度、可靠性、低功耗等都提出了更高的需求,传统的块体磁电功能材料已日渐不能满足上述需求,而层状磁电复合薄膜材料同时具有铁电性、铁磁性和磁电耦合等多种特性,因此能满足上述需求且有望应用于新一代磁电功能器件.层状磁电复合材料不仅具有非常丰富的物理现象和效应,而且在弱磁探测器、多态存储器、电写磁读存储器、电场可调低功耗滤波器、移相器、天线等微波器件中也具有广阔的应用前景,因而受到材料科学家和物理学家广泛的关注和研究.在层状磁电复合材料中,功能薄膜/铁电单晶异质结因其制备简单、结构设计和材料选择灵活以及电场调控方便和有效,最近十余年引起了越来越多的研究人员的兴趣.目前,以具有优异铁电和压电性能的(1-x)PbMg_(1/3)Nb_(2/3)O_3-PbTiO_3(PMN-PT)单晶作为衬底,构建功能薄膜/PMN-PT异质结已成为国内外多铁性复合薄膜材料研究领域的重要方向之一.相比于其他国家,我国科学家无论在发表的文章数量还是在文章被引用次数方面都处于领先地位,表明我国在功能薄膜/PMN-PT单晶异质结方面的研究卓有成效.迄今为止,研究人员已构建了锰氧化合物/PMN-PT、铁氧体/PMN-PT、铁磁金属/PMN-PT、稀磁半导体/PMN-PT、发光材料/PMN-PT、二维材料/PMN-PT、多层薄膜/PMN-PT、超导薄膜/PMN-PT等多种类型的异质结,在理论研究和实验方面都取得了丰富的研究成果.本文对基于PMN-PT压电单晶的磁电复合薄膜材料的研究进展进行了总结:简要介绍了与功能薄膜/PMN-PT异质结相关的研究论文发表现状;介绍了PMN-PT单晶在准同型相界附近的相图和应变特性;按照功能薄膜材料所属的体系对异质结进行了分类,并选取部分代表性的研究成果,介绍了材料的磁电性能和内涵的物理机制;最后就目前有待解决的问题和未来可能的应用方向进行了总结和展望.     

固相法制备Ce,Cr∶YAG透明陶瓷及其荧光性能研究

以高纯Al_2O_3、Y_2O_3、Cr_2O_3和CeO_2为原料,采用固相法制备了Ce,Cr∶YAG透明陶瓷。通过XRD测试和荧光测试,研究了0.5%Ce~(3+),0.1%Cr~(3+)掺杂的YAG透明陶瓷片的晶相结构和光学性能。结果表明:1 750℃烧结获得的该陶瓷片为YAG纯相,在可见光区的透过率达到了70%以上。在430 nm的光激励下,透明陶瓷同时表现出了Ce~(3+)、Cr~(3+)的特征发射峰,在补充白光LED的红光部分方面具有一定的实际应用价值。     

基于光纤环形镜的偏振无关的掺镧锆钛酸铅电光开关

利用掺镧锆钛酸铅(PLZT)陶瓷二次电光效应结合光纤环形镜结构的优势构成偏振无关高速电光开关。采用琼斯矩阵方法分析了光纤环形镜的输出特性,给出了开关消光比同器件结构参量之间的关系。测量掺镧锆钛酸铅电光开关具有输入偏振无关特性,光开关消光比达到25 dB,响应时间小于3μs。此外利用此开关装置测量获得了实验用掺镧锆钛酸铅陶瓷的克尔系数为κ~1.1×10-16m2/V2。理论分析和实验结果表明,利用环形镜结构稳定优势和掺镧锆钛酸铅优良的电光特性结合设计的高速光开关具有良好的应前景。本工作对掺镧锆钛酸铅电光材料的应用推广和高速光开光研究提供了有益的理论和实验参考。     

固相萃取富集高效液相色谱法测定卷烟烟气中的铅、镉和汞

研究了用固相萃取富集,柱前衍生高效液相色谱法测定卷烟烟气中的铅、镉、汞的方法.卷烟烟气样品经剑桥滤片捕集,用四-(对甲氧基苯基)-卟啉(T4 MPP)柱前衍生卷烟烟气中的重金属元素:铅、镉、汞.采用C18固相萃取小柱萃取富集铅、镉、汞的卟啉T4MPP络合物,以Waters Xterra RPl8色谱柱为固定相,甲醇和四氢呋喃为流动相梯度洗脱,用光二级管矩阵检测器检测.铅、隔、汞的捡出限在0.02-0.03μg/L之间.方法相对标准偏差小于2.3％,加标回收率为95％-102％.该方法用于测定卷烟烟气中的重金属元素铅、镉和汞,结果可靠,令人满意.     

我国古代不同时期铅釉陶表面腐蚀物的分析研究

利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、能量色散X射线荧光(EDXRF)、拉曼光谱(RS)等方法, 对3块不同时代、不同埋藏环境铅釉陶表面腐蚀物的化学组成、物相结构进行了分析测试。结果表明,汉代釉陶表面的腐蚀物主要为白铅矿;宋代绿釉陶表面的腐蚀物主要为磷酸铅钙,锈蚀物中黄色是缘自其中一定量氧化铁的存在;唐三彩表面的腐蚀物中有磷酸铅钙与白铅矿两种物相结构的存在,锈蚀物表面的棕褐色是少量氧化铁与炭黑共同致色的结果。     

Identification of elastic-plastic and phase transition characteristics for relaxor ferroelectric PMN-PT anisotropic single crystals using nanoindentation technique

As one kind of important ferroelectric ceramics, relaxor ferroelectric PMN-PT single crystals have triggered a revolution in electromechanical devices owing to their giant piezoelectric properties and ultra-high electromechanical coupling factors. The present study focused on the mechanical responses of [100]- and [110]-oriented poled PMN-PT ferroelectric single crystals under an indenter loading. The hardness and Young’s modulus with different crystallographic orientations of the crystals were measured by using the continuous stiffness measurement (CSM) with nanoindentation technique. Using a spherical indenter pressured at different indentation depths, the typical quasi-static nanoindentation tests with displacement-controlled mode were performed on the PMN-PT single crystal samples. Load–displacement curves of indentations were recorded to reveal the yielding or inelasticity behaviour in [100]- and [110]-oriented PMN-PT through a pop-in event. It was further verified by the stress–strain curves evaluated from the corresponding load–displacement curves, to show the similar characteristic on the elastic–inelastic transition. When a Berkovich indenter was employed for mechanical response testing, another pop-in event was observed at a smaller indentation depth compared to the one for elastic–inelastic transition, which may indicate a pressure-induced phase transition from rhombohedral (R) to tetragonal (T) of the PMN-PT single crystals.     

Fine grains ceramics of PIN-PT, PIN-PMN-PT and PMN-PT systems: drift of the dielectric constant under high electric field

Lead-based ferroelectric ceramics with (1-x)Pb(B1 B2)O3-xPbTiO3 formula have emerged as a group of promising materials for various applications like ultrasonic sonars or medical imaging transducers. (1-x)PMN-xPT, (1-x)PIN-xPT and ternary solutions xPIN-yPMN-zPT ceramics are synthesised using the solid state reaction method. Our objective is to achieve higher structural transition temperatures than those of PMN-PT ceramics with as good dielectric, piezoelectric and electromechanical properties. Ceramics capacitance and loss tangent are measured when the ac field of measurement increases up to E=500 V/mm. Behaviours of these materials under ac field are related to their coercive field and Curie temperature.     

Fabrication and comparison of PMN-PT single crystal, PZT and PZT-based 1-3 composite ultrasonic transducers for NDE applications

This paper describes fabrication and comparison of PMN-PT single crystal, PZT, and PZT-based 1-3 composite ultrasonic transducers for NDE applications. As a front matching layer between test material (Austenite stainless steel, SUS316) and piezoelectric materials, alumina ceramics was selected. The appropriate acoustic impedance of the backing materials for each transducer was determined based on the results of KLM model simulation. Prototype ultrasonic transducers with the center frequencies of approximately 2.25 and 5 MHz for contact measurement were fabricated and compared to each other. The PMN-PT single crystal ultrasonic transducer shows considerably improved performance in sensitivity over the PZT and PZT-based 1-3 composite ultrasonic transducers.     

基于YAG透明陶瓷制作衍射光栅元件的研究

研究并制作了以钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷为基底材料的衍射光栅元件。通过磁控溅射技术在YAG透明陶瓷表面溅射一层均匀致密的金属铬,获得带有硬掩模的陶瓷样品。借助接触式曝光系统进行光刻,反复试验,获得带有衍射光栅的YAG透明陶瓷样品。经光学轮廓仪检测,样品铬膜厚0.072 m,光栅细节得到完好保留。实际光栅的衍射图样再次验证了以YAG透明陶瓷代替传统微光刻基底材料制作衍射光栅的可行性,使得衍射光栅在更为复杂的环境下发挥作用成为可能。     

Synthesis and luminescent properties of LuAG : Ce3+ transparent ceramics by solvo-thermal method

The precursor powders of LuAG∶Ce3+ transparent ceramics were synthesized by solvo-thermal method.The crystal structure and morphology of powders were analyzed by means of Fourier transform infra-red spectroscopy,X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The precursor powders were sintered into transparent ceramics in vacuum and then in nitrogen without any additive.The surface morphology of the transparent unpolished ceramics was characterized using scanning electron microscopy.Some factors that af...     

脉冲激光沉积PMN-PT薄膜及其性能研究

以较低温度烧结获得的PMN-PT块材料为靶,采用脉冲激光沉积方法在石英衬底上制备了PMN-PT薄膜,研究了后续退火处理对PMN-PT薄膜的结构及光学特性的影响.结果显示,采用脉冲激光沉积可获得质量较好的钙钛矿结构的PMN-PT薄膜,优化的后续退火温度大约在550℃～750℃之间.     

气孔对透明陶瓷激光输出性能的影响

定量分析气孔大小和气孔率对陶瓷激光输出性能的影响,建立了气孔分布模型并结合Mie散射和固体激光技术相关理论,讨论气孔散射对陶瓷激光透过率和输出性能的影响。结果表明,气孔率对激光陶瓷的透过率和斜率效率有着决定性的影响。在给定的气孔尺寸分布下,气孔率越高,陶瓷透过率和激光斜率效率越低;在给定的气孔率下,气孔中心尺寸越大,陶瓷样品的透过率和激光斜率效率越低。减小气孔尺寸至0.3 m以下能有效提高激光斜率效率。气孔越大,激光阈值随气孔率增大而上升越快,越不利于实现激光输出。在实际工作中,改进和控制工艺减小气孔尺寸对提高陶瓷的输出性能同样有着重要意义。     

Finite element analysis of piezoelectric actuator with PMN–PT single crystals for nanopositioning

A piezoelectric bending actuator has been used widely in areas related to precision position controlling, loudspeakers, and pressure sensing. In this paper, a fine focusing actuator is designed using a computer aided design tools, Solid Works 2004, for an optical disk drive pick-up system. The finite element analyses are performed with the software COSMOS Work 2004 and the ANSYS 5.7. The tip displacement of the piezoelectric bending actuator with PMN-PT single crystals is 46 μm at 10 V. It is 15 times larger than tip displacement of PZT ceramics for the same design. The tip displacement obtained from the finite element analyses agrees with the measured data very well.     

透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用进展

综述了近年来,特别是近两年来国内外透明Nd:YAG激光陶瓷的研究与应用情况,重点对我国的透明Nd:YAG激光陶瓷研究近况进行了分析,指出了透明Nd:YAG激光陶瓷是目前陶瓷研究的热点。提出了透明Nd:YAG激光陶瓷研究中尚存在的问题和我国在此领域中与国外研究的巨大差距。分析指出:我国研究透明Nd:YAG激光陶瓷的各个院所之间,应该强强联合,优势互补,对该领域的理论和制备工艺进行更为深入的研究。     

Lu2O3∶Eu3+纳米粉末及透明陶瓷的制备及其发光性能

采用共沉淀法和溶剂热法制备了Lu2O3∶Eu3+纳米粉体,通过X射线衍射谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电镜照片,比较了两种方法制备的Lu2O3∶Eu3+粉末的微观结构,测量和比较合成粉体的激发与发射光谱.将获得的Lu2O3∶Eu3+煅烧粉体在不使用任何添加剂的情况下,干压成型制成素坯,先在真空中1100℃煅烧5h,氮气氛...