溶胶-凝胶法制备的高压电常数（Bi0.5Na0.5）1－xBaxTiO3系无铅压电陶瓷

测量了使用溶胶-凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1-xBaxTiO3(x=0.00，0.04，0.06，0.08,0.12)系陶瓷的介电、压电、铁电和热释电性能.由于使用了溶胶-凝胶工艺制备的粉料，因此所有样品的压电性能都得到了较大提高.其中(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO.3系陶瓷具有该系列最大的压电常数，d33=173×10-12C/N，与传统工艺相比，d33提高了近40%.同时，在一定范围内，随Ba含量的增加，材料的剩余极化Pr和矫顽场Ec逐渐减小，退极化温度逐渐降低.对于(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO.3系陶瓷，剩余极化和矫顽场分别为25μC/cm2和28kV/cm，退极化温度约为80℃. 关键词： 溶胶-凝胶 压电常数 剩余极化 矫顽场     

铋层化合物Sr1+xBi4-xTi4-xTaxO15(x=0—1)陶瓷的介电和铁电特性

研究了铋层化合物Sr1+xBi4-xTi4-xTaxO15(x=0—1)陶瓷的介电和铁电特性.研究发现随着x值的增大,材料的居里点由540℃降到30℃左右,但材料始终具有铁电性.对于SrBi4Ti4O15陶瓷施加120kVcm的电场仍无法得到饱和的回线,此时的剩余极化和矫顽场分别约为7μCcm2和73kVcm.对于x=04—05的材料由于它们同时具有较高的居里温度300℃—360℃,较大的剩余极化7—8μCcm2和较小的矫顽场37—47kVcm,因此是一类性能较为优良的铁电材料. 关键词： 居里温度 剩余极化 矫顽场     

溶胶-凝胶法制备的高压电常数(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(1-x)Ba_xTiO_3系无铅压电陶瓷

测量了使用溶胶 凝胶工艺制备的 (Bi0 5Na0 5) 1 -xBaxTiO3(x =0 0 0 ,0 0 4 ,0 0 6 ,0 0 8,0 12 )系陶瓷的介电、压电、铁电和热释电性能 .由于使用了溶胶 凝胶工艺制备的粉料 ,因此所有样品的压电性能都得到了较大提高 .其中(Bi0 5Na0 5) 0 94 Ba0 0 6 TiO3系陶瓷具有该系列最大的压电常数 ,d33=173× 10 - 1 2 C N ,与传统工艺相比 ,d33提高了近4 0 % .同时 ,在一定范围内 ,随Ba含量的增加 ,材料的剩余极化Pr 和矫顽场Ec 逐渐减小 ,退极化温度逐渐降低 .对于 (Bi0 5Na0 5) 0 94 Ba0 0 6 TiO3系陶瓷 ,剩余极化和矫顽场分别为 2 5 μC cm2 和 2 8kV cm ,退极化温度约为 80℃ .     

P(VDF-TrFE)铁电聚合物薄膜不对称铁电开关现象

报道了铁电聚合物薄膜中观测到的不对称铁电开关双峰现象．当薄膜被略低于其矫顽场的电场极化时可观测到铁电开关双峰,当进一步连续施加超过矫顽场的电场后这一开关双峰现象消失．用空间电荷的注入和再分布模型对这一不对称现象进行了探讨．     

37BiScO_3-63PbTiO_3铁电陶瓷的极化翻转行为研究

在正弦电场E=E0sin(2πft)加载下,通过改变电场E0(5—55kV/cm)和频率f(0.1—100Hz),测量了37BiScO3-63PbTiO3铁电陶瓷材料的电滞回线.数据拟合结果表明:在低电场和高电场阶段,剩余极化强度Pr的对数和矫顽场强Ec的对数都与电场强度E0的对数存在线性关系,而介于高电场与低电场之间则无线性关系存在,这种三阶段行为有别于现有的两阶段行为.这可归结于铁电陶瓷在不同的电场作用下铁电极化机理的不同.     

溶胶-凝胶法制备Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷及其电学特性

用溶胶-凝胶工艺成功制备出Bi05Na05TiO3纳米微粉，并利用此微粉烧结出高致密度的Bi05Na05TiO3陶瓷.这种新工艺制备的Bi05Na05TiO3陶瓷，其压电性能远远高于普通方法制备的陶瓷，其中压电常数d33和机电耦合系数kt分别高达102×10-12C/N和58%.同时发现，对于这种Bi05Na05TiO3陶瓷，室温时只需施加100kV/cm左右的交变电场，就可得到矩形度极好的饱和回线，得到的剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为32μC/cm2和61kV/cm.而在100℃以上只需施加35kV/cm的极化电场就可使样品充分极化.     

晶粒尺寸及衬底应力对铁电薄膜特性的影响

考虑衬底应力、畴壁运动和畴结构变化, 建立了修正的Landau-Devonshire热力学模型, 计算了生长在不同衬底上的含有纳米晶粒的PbZr_0.4Ti_0.6O₃(PZT)薄膜的电滞回线, 研究了矫顽场、剩余极化强度和相对介电常数对晶粒尺寸以及薄膜厚度的依赖关系. 结果表明, 矫顽场和相对介电常数对晶粒尺寸的依赖关系呈类抛物线状;衬底压应力使矫顽场和剩余极化强度增大, 使相对介电常数减小;随着厚度增加, 矫顽场先缓慢增加, 到200 nm 关键词： 铁电体 晶粒尺寸 衬底应力 薄膜厚度     

Na1/2Bi1/2TiO3体系的电子结构与极化特性

采用自洽场离散变分X_α计算方法,研究了ABO₃型钙钛矿结构无铅压电陶瓷Na_1/2Bi_1/2TiO₃体系的电子结构,分析了A,B位元素取代对Na_1/2Bi_1/2TiO₃压电陶瓷极化性能的影响.结果表明:NBT体系压电陶瓷材料存在自发极化,B位离子位移使铁电性增强,Ba,Sr与Mn离子A,B位复合取代可降低矫顽场、提高自发极化强度,从而提高材料的铁电性能,并通过实验对此结论进行了验证.     

A位等价与非等价取代对(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷极化的影响

研究了在铌酸钾钠基陶瓷中,A位等价与非等价取代对陶瓷极化温度和极化电场的影响,结果表明:A位等价取代的陶瓷对极化温度和极化电场没有强烈依赖性,可以使极化足够充分,能有效提高铌酸钾钠基陶瓷的压电性能;相反,A位非等价取代的陶瓷对极化温度和极化电场敏感,容易击穿,极化不充分,限制了铌酸钾钠基陶瓷的压电性能. 关键词： 铌酸钾钠 极化 压电     

几种压电陶瓷在极化时声发射特性研究

压电陶瓷是多畴压电材料,在极化之前从宏观上看并不显压电性;通过在直流电场中的极化可以使其电畴作定向排列,从而使陶瓷显压电性.采用声发射技术监测压电陶瓷极化时有无声发射产生和声发射的情况,可以掌握压电陶瓷在极化过程中电畴的动态特性;这对于研究压电陶瓷的电畴结构和极化工艺将是有益的。     

高居里温度铋层状结构钛钽酸铋(Bi_3TiTaO_9)的压电、介电和铁电特性

随着现代信息技术的飞速发展,压电材料的应用范围进一步拓展,使用的温度环境越来越严苛,在一些极端环境下对压电材料的服役性能提出了新的挑战.因此研究具有高居里温度同时具有较强压电性能的压电材料,是迫切需要解决的问题.本文利用普通陶瓷工艺制备了高居里温度铋层状结构钛钽酸铋Bi_3TiTaO_9+x wt.%CeO_2(x=0—0.8,简写为BTT-10xCe)压电陶瓷,研究了钛钽酸铋陶瓷的压电、介电和铁电特性.压电特性研究表明,稀土Ce离子的引入可以提高BTT陶瓷的压电性能, BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷具有最大的压电系数d33～16.2 pC/N,约为纯的BTT陶瓷压电系数(d33～4.2 pC/N)的4倍.介电特性研究显示, BTT和BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷均具有高的居里温度, T_C分别为890℃和879℃,同时稀土Ce离子的引入降低了BTT陶瓷的高温介电损耗tand.铁电特性研究表明,稀土Ce离子的引入提高了BTT陶瓷的极化强度.在180℃温度下和110 kV/cm的电场驱动下, BTT和BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷的矫顽场Ec分别为53.8 kV/cm和57.5 kV/cm,剩余极化强度Pr分别为3.4μC/cm~2和5.4μC/cm~2.退火实验显示:稀土Ce离子组分优化的BTT压电陶瓷经800℃的高温退火后,仍具有优异的压电性能温度稳定性.研究结果表明, BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷兼具高的居里温度T_c约为879℃和强的压电性能d33约为16.2 pC/N、较好的压电性能温度稳定性,是一类压电性能优异的高温压电陶瓷.     

低电场周期极化化学比掺镁铌酸锂绿光倍频器

对气相平衡扩散输运工艺制备的化学比掺镁铌酸锂晶体进行周期极化,实验中发现化学比掺镁铌酸锂晶体的矫顽场为12kV/mm,只有常用的同成分铌酸锂晶体的矫顽场的1/20,用低电场就可以制备出结构均匀周期为62～64μm的周期性极化结构.在室温下对此周期极化结构进行二次谐波倍频实验,其归一化倍频转换效率为48%/W。     

Pb(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷场诱相变性能的改进

为了获得场诱反铁电 (AFEt)—铁电 (FER)相变临界电场Ef 小、电滞ΔE小、场致应变x适当的反铁电陶瓷 ,对Pb(Zr ,Sn ,Ti)O3 采用Ba2 置换Pb2 ,同时在四方反铁电相AFEt—三方铁电FER 相界附近调节Ti/Sn比 ,来控制FER AFEt,AFEt 顺电相 (FEC)之间的相变温度TFA,TC,最终实现了对场诱相变参量 (Ef,ΔE)和反铁电工作温区 (ΔT =TC-TFA)的优化与调节 .获得了ΔE =0 85kV/mm ,Ef=1 6kV/mm ,x =0 1% - 0 2 %可用作开关致动器的新型反铁电陶瓷 .借助于X射线衍射、介电温谱、去极化电流谱、电滞回线等手段得到了这一系统AFEt/FER相界附近的温度 Ti含量相图 .     

锆钛酸钡陶瓷的电场诱导相变特性研究

Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)陶瓷,其铁电相变温度接近室温.对BZT陶瓷的电场诱导相变进行了研究,结果表明介电常数随着电场的增加而减小,预示着电场诱导相变行为.电场强度影响陶瓷的介电常数峰值的位置,并且在广泛温度范围内影响介电常数的大小.介电常数峰值位置随电场的变化量ΔTm 与电场满足如下关系:ΔTm ～ E2/3,说明BZT发生了类似的二级相变行为.     

相场模拟应变调控PbZr_((1–x))Ti_xO_3薄膜微观畴结构和宏观铁电性能

外延生长铁电薄膜中基底失配应变能够调控微观铁电畴结构和宏观铁电性能.本文选择了三种相结构(四方相、四方和菱方混合相、菱方相) PbZr_((1–x))Ti_xO_3 (x=0.8, 0.48, 0.2)铁电薄膜,利用相场模拟研究了在不同基底失配应变(esub)作用下,三种成分铁电薄膜中微观畴结构的演化以及宏观极化-电场回线.随着应变从–1.0%变化到1.0%,三种相结构铁电薄膜的矫顽场、饱和极化值以及剩余极化值全都降低,其中PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3薄膜的饱和极化值和剩余极化值比另外两种薄膜降低更快.模拟结果表明拉应变能提高铁电薄膜储能效率,其中准同型相界处应变提升储能效率最快.本工作揭示了应变对PbZr_((1–x))Ti_xO_3铁电薄膜中畴结构、电滞回线以及储能等方面的影响,为铁电功能薄膜材料的实验设计提供了理论基础.     

Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用Sol-Gel工艺低温制备了Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、介电特性与铁电性能的影响.500℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜未能充分晶化,晶粒细小且有非晶团聚,介电与铁电性能均较差.高于550℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦碌石相或其他杂相,薄膜为多晶生长,具有较好的介电与铁电性能,4V电压下的漏电流密度低于2×10-8A/cm2.随退火温度升高,晶化程度的提升和晶粒尺寸的增大使薄膜的剩余极化增大而矫顽电场降低.600℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜显示了优于Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能,其剩余极化Pr和矫顽电场Ec分别达到17.5μC/cm2和102kV/cm.     

铌酸锂晶体紫外激光诱导畴反转实验研究

报道了在铌酸锂晶体中实现紫外激光诱导畴反转的实验。在一定外加均匀电场下,铌酸锂晶体中通过波长365nm的紫外激光,由于紫外光的照射降低了矫顽电场只在通光区实现畴反转。研究表明,该方案可用于周期性极化铌酸锂的制备,并有望成为制作精细周期性畴结构的有效技术方案。     

PZT铁电材料的总剂量辐照效应实验研究

 采用传统固相反应法制备PZT铁电材料，并制作成平行平板无源电容器结构，在ELV-8电子直线加速器上进行了总剂量效应辐照实验。结果表明：样片经过不同强度高能高速直流电子束辐照后的电滞回线随着辐照强度的增加，电滞回线所包围的面积逐渐减小，饱和极化强度、剩余极化强度和矫顽场呈线性减小。其中当辐照剂量为1×10⁸rad（Si）时，饱和极化强度、剩余极化强度和矫顽场的衰减幅度分别为14.1%,15.0%和2.7%，样片抗总剂量辐照能力可达1×10⁸rad（Si）。     

钛酸铋钠无铅压电陶瓷的研究进展

本文简要介绍了研究无铅压电陶瓷材料的必要性,从Bi_0.5Na_0.5TiO₃压电陶瓷材料的结构、改进机理、剩余极化强度、矫顽场和制备工艺等角度出发,论述了Bi_0.5Na_0.5TiO₃无铅压电陶瓷材料的不足和亟待解决的基本问题。综述了Bi_0.5Na_0.5TiO₃无铅压电陶瓷研究的新方法和新工艺,即改进Bi_0.5Na_0.5TiO₃的一些最新理论设想、实验成果和工艺步骤,以企本文对国内外相关研究者有所裨益。     

近化学计量比钽酸锂畴反转特性研究

采用助熔剂提拉法生长了非掺杂及掺镁近化学剂量比钽酸锂晶体.氢氟酸腐蚀晶片的金相显微镜观察结果显示,化学剂量比钽酸锂的畴结构为六边形.利用自行研制的极化设备对晶体进行极化实验,采用外加短脉冲极化电场,测定了近化学计量比钽酸锂单晶的畴反转特性,得到了完全反转的畴结构. 关键词： 近化学剂量比钽酸锂 畴结构 矫顽场 极化电流