反铁电相变陶瓷低频发射换能器

在具有高阶形式的广义压电方程基础上,讨论掺镧改性锆锡钛酸铅PbLa(Zr,Sn,Ti)O3(PLZST)反铁电相变陶瓷的非线性机电耦合问题,得到类似传统线性压电方程的近似线性电致伸缩方程,给出了一种解决非线性反铁电相变陶瓷换能器电声转换问题的分析方法,即在直流偏置状态下对PLZST反铁电相变陶瓷的材料参数进行近似线性等效化处理进而分析换能器的电声转换问题.在此基础上,研制了水中谐振频率1.1 kHz新型反铁电相变陶瓷低频弯张换能器.湖上试验结果表明,与同结构同尺寸压电陶瓷弯张换能器相比,目前反铁电换能器样品的发射电压响应约高3dB,声源级高出9dB,并验证了本文所提出的分析非线性反铁电相变陶瓷换能器方法的正确性.     

PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷的静电场能存储特性北大核心CSCD

为了研究微量掺镧的反铁电陶瓷锆锡钛酸铅(PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3,PLZST)的静态存储电场能量的特性,采用传统的氧化物固态反应的陶瓷制备工艺,制备了4个锆锡比不同的PLZST陶瓷样品,样品组分均位于PLZST相图中铁电-反铁电相界附近。通过等静压压致放电的实验方法研究了PLZST陶瓷放电特性。结果表明,经过充分极化的PLZST处于亚稳态的铁电相,在压力作用下,PLZST发生铁电反铁电相变,把在直流电场下极化时储存于PLZST陶瓷的静电场能量瞬间释放出来,从而得到极高功率的电脉冲。最终,样品完全退极化,最大放电电流密度达到5.0nA/cm^2,样品的静电场储能密度最高可达9.45J/cm^3,因此PLZST陶瓷是爆电换能电源的理想材料。     

PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷的静电场能存储特性

为了研究微量掺镧的反铁电陶瓷锆锡钛酸铅(PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3,PLZST)的静态存储电场能量的特性,采用传统的氧化物固态反应的陶瓷制备工艺,制备了4个锆锡比不同的PLZST陶瓷样品,样品组分均位于PLZST相图中铁电-反铁电相界附近。通过等静压压致放电的实验方法研究了PLZST陶瓷放电特性。结果表明,经过充分极化的PLZST处于亚稳态的铁电相,在压力作用下,PLZST发生铁电反铁电相变,把在直流电场下极化时储存于PLZST陶瓷的静电场能量瞬间释放出来,从而得到极高功率的电脉冲。最终,样品完全退极化,最大放电电流密度达到5.0nA/cm~2,样品的静电场储能密度最高可达9.45J/cm~3,因此PLZST陶瓷是爆电换能电源的理想材料。     

负脉冲激励下PLZST电子发射特征及发射机理研究

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电/铁电相界附近的掺镧锆锡钛酸铅（PLZST）反铁电陶瓷样品.采用该样品作为阴极材料,研究了其在负脉冲激励电场下的电子发射行为.负脉冲激励下,0.5 mm厚PLZST反铁电陶瓷圆片发射阈值电压为500 V;当激励电压为500 V,抽取电压为3.5 kV时,得到690 A发射电流.结果表明,PLZST反铁电陶瓷发射阈值电压低,发射电流大,即使激励电场低于陶瓷的正向开关电场,仍能得到强发射电流.最后,讨论了PLZST反铁电陶瓷在负脉冲激励下电子发射内在机制. 关键词： 反铁电材料 铁电阴极 电子发射     

反铁电陶瓷的强电子发射特性研究

采用掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料,研究了脉冲电压激励下陶瓷的电子发射特性.当激励电压为800V、抽取电压为0V时,得到1.27A/cm²的发射电流密度;当抽取电压增加到4kV时,获得1700A/cm²的发射电流密度.分析了发射电流随抽取电压的变化关系,讨论了反铁电陶瓷强电子发射的内在机理.结果表明：掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷能够在较低的激励电压(400V)下实现电子发射,发射电流远大于按照Child-Langmuir定律计算出的电流,三接点附近局域反铁电—铁电相变产生初始电子发射,初始电子电离中性粒子形成等离子体,增强了电子发射. 关键词： 铁电阴极 反铁电体 电子发射     

铁电阴极前电极表面等离子体横向扩散速度估算

分析了激励脉冲电压作用下铁电阴极电容的变化,即等离子体沿着铁电阴极前电极表面扩散而引起电容变化;建立了激励脉冲电压作用下铁电阴极等效电容模型并推导铁电阴极前电极表面等离子横向扩散速度表达式。采用传统固相烧结工艺制备的掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料,通过测量激励脉冲电压作用下铁电阴极两端的电压及充放电电流,计算得到掺镧锆锡钛酸铅陶瓷表面等离子体横向扩散速度为1.89×106 cm/s。     

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.     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷纵振换能器*

高性能环境友好型无铅压电陶瓷及其应用是当前压电材料研究的热点之一,为了探究其在水声换能器领域的应用潜力,该文对铌酸钾钠基无铅压电陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷纵振式换能器进行了对比研究。依据仿真结果优化结构尺寸,制作了两种换能器样机并测试了其在空气中和水中的电声性能。测试结果表明,铌酸钾钠基无铅压电陶瓷换能器的谐振频率为35kHz,最大发送电压响应为 151dB,声源级可达 190dB,在 26kHz~67kHz 的频率范围内发送电压响应的起伏不超过±4.5dB,谐振频率处-3dB 的指向性开角约为 76°。该无铅压电陶瓷换能器具有和锆钛酸铅压电陶瓷换能器相当的发射性能,有望推动无铅压电材料在水声换能器领域的应用进程。     

La调节Pb(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷的相变与电学性质

利用X射线衍射、弱场介电温度谱、强场极化强度研究了不同La含量(Pb1-xLa2x3)(Zr06Sn03Ti01)O3(000≤x≤012)(PLZSnT)陶瓷的相变与电学特性.实验发现,随La含量增大,室温下材料由铁电三方相(x=000)转变为反铁电四方相(003≤x≤009)和立方相(x=012).介电测试表明,La含量增大,反铁电→顺电相变温度降低,峰值介电常量减小.在x=006的PLZSnT三元相图中,反铁电四方相区扩大到Ti含量约为18at%,该系统反铁电陶瓷具有“窄、斜”型双电滞回线和“三电滞回线”;在高Zr、高Sn区,反铁电→顺电相变呈现弥散相变和介电频率色散特征,即反铁电极化弛豫现象.从ABO3钙钛矿结构的容忍因子(t)和反铁电相的结构特征出发,讨论了La对Pb(Zr,Sn,Ti)O3相变与电学性质的影响机理 关键词： 场诱相变 弛豫型反铁电体 介电性能 La调节Pb(Zr Sn Ti)O3     

Pb(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷场诱相变性能的改进

为了获得场诱反铁电(AFE_t)—铁电(FE_Ｒ)相变临界电场E_{f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Ba ^2＋置换Pb^2＋,同时在四方反铁电相AFEt—三方铁电F EＲ相界附近调节Ti/Sn比,来控制FEＲ-AFEt,AFEt关键词： Pb(Zr Sn 3基反铁电陶瓷')" href="#">Ti)O3基反铁电陶瓷 场诱相变 场致应变 掺杂改性}     

Can an electric field induce an antiferroelectric phase out of a ferroelectric phase?

It has been widely accepted that electric fields favor the ferroelectric phase with parallel electric dipoles over the antiferroelectric phase. With detailed measurements in polycrystalline ceramics of Pb(0.99)Nb(0.02[(Zr(0.57)Sn(0.43)(1-y)Ti(y)](0.98)O(3), we demonstrate in this Letter that electric fields can induce an antiferroelectric phase out of a ferroelectric phase, i.e., trigger an apparently unlikely ferroelectric-to-antiferroelectric phase transition. We suggest that it is caused by the volume contraction from the converse piezoelectric effect at the coercive field with a reversed polarity.     

直流偏压对压力诱导反铁电陶瓷去极化性能的影响

采用掺铌的锆钛锡酸铅（PNZST）反铁电陶瓷作为研究对象,研究了不同的直流电场作用下,等静压力诱导极化态反铁电陶瓷发生去极化过程（同时发生铁电/反铁电相变）的规律.当极化态样品两端电场强度为6 kV/cm时,去极化压力为128.8 MPa;当极化态样品两端电场强度为-6 kV/cm时,去极化压力为74.2 MPa.在与极化电场方向相反的外加电场作用下极化态样品具有较小的去极化压力.讨论了外加直流电场影响极化态反铁电陶瓷去极化压力的内在机理.得到了不同外置电场下的去极化压力,并绘制了该材料的外加直流电场（< 关键词： 去极化 反铁电体 相变     

Antiferroelectric phase transitions ceramics low frequency projector

In order to discuss the nonlinear electromechanical properties of the La-modified lead zirconate titanate stannate antiferroelectric ceramics PbLa（Zr,Sn,Ti）O₃（PLZST）,the approximate linearized electrostrictive equations exactly the same form as the classical linear piezoelectric equations were derived from the second-order terms of the generalized piezoelectric equations.An analytic approach of solving the electroacoustic transduction problems of the nonlinear antiferroelectric phase transitions ceramics transducers was presented.The nonlinear properties of the PLZST can be linearly equivalent with a maintained bias based on the approximate linearized electrostrictive equations for analyzing the electroacoustic transduction problems of the transducers.An innovative antiferroelectric ceramics low frequency classⅣflextensional transducer with resonance frequency 1.1 kHz based on the approach was developed which utilizes the PLZST as active elements.The lake authentications indicated that the use of PLZST for transducers yielded presently a 3 dB increase in TVR and a 9 dB increase in SL over its PZT-4 counterpart,and the approach was valid.     

改性锆钛酸铅温度诱导相变的热释电性

测量结果显示,Pb_0.99Nb_0.02［(Zr_1-xSn_x)_1-yTi_y］_0.98O₃在温度诱导相变时伴随有正的和负的热释电电流峰.电流的方向与相变类型有如下关系：铁电相向反铁电或顺电相转变时形成正的电流峰,反铁电相向铁电或顺电相转变时形成负的电流峰.按照铁电相与反铁电和顺电相之间存在静电势差的观点,可以很好地解释热释电电流的方向与 关键词： 改性锆钛酸铅化合物 温度诱导相变 热释电性     

等静压诱导的PbLa(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷铁电-反铁电相变性能研究

 研究了等静压诱导掺镧La的Pb(Zr,Sn ,Ti)O₃（PLZST）陶瓷材料的铁电-反铁电相变和介电压谱,结果发现介电压谱具有明显的扩散相变和频率弥散的特点,这一现象有利于拓宽人们对压力诱导的多组元弛豫型铁电体的扩散相变行为的认识和理解。     

等静压和温度诱导的PbLa(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷相变和介电性能研究

研究了等静压和温度诱导掺镧La的Pb(Zr,Sn,Ti)O₃(PLZST)陶瓷材料的铁电反铁电相变、介电压力谱和介电温度谱,研究了温度对压致相变和介电压力谱的影响,结果发现温度使铁电反铁电相变压力降低,介电压力谱具有明显的扩散相变和频率弥散的特点;研究了等静压对介电温度谱的影响,结果表明等静压使铁电反铁电相变温度降低,反铁电顺电相变温度升高.这些现象有利于丰富和拓宽人们对温度和压力诱导的多组元弛豫型铁电体和弛豫型反铁电体扩散相变和弛豫行为的认识和理解. 关键词： 等静压和压致相变 铁电反铁电相变 介电压力谱 介电温度谱     

Pb(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷的低温相变扩散与极化弛豫

用弱场介电温谱、热释电流谱、强场电滞回线和变温X射线衍射谱研究了微量La掺杂Pb(Zr,Sn,Ti)O₃(PZST)反铁电(AFEt)陶瓷在-100—180℃温区内的结构与电学特性.弱场介电温谱显示,AFEt陶瓷在低温段(-100—50℃)呈现介电频率弥散(0.1—100kHz)和扩散型相变的特征,而变温X射线衍射谱却表明材料在这一温区内保持四方相结构;低温下经强场作用后,AFEt被诱导为亚稳三方铁电态,介电频率弥散消失.基于多元复杂化合物的组分起伏理论,讨论了PZST AFEt陶瓷 关键词： Pb(Zr Sn 3反铁电陶瓷')" href="#">Ti)O₃反铁电陶瓷 反铁电弛豫 相变 变温X射线衍射     

Effect of Zr:Sn ratio in the lead lanthanum zirconate stannate titanate ceramics on microstructure and electric properties

The effect of variations of the Zr:Sn ratio on the microstructure and electric properties of lead lanthanum zirconate stannate titanate (PLZST) antiferroelectric ceramics were investigated. The precursor powders were synthesized by the modified coprecipitation method and all the samples were pure perovskite phase in the XRD patterns. The ceramics sintered at 1100 °C exhibited the highest relative density. With the increasing of Sn⁴⁺ content, the grain size of the ceramics was decreased in the SEM and the maximum dielectric constant and the corresponding temperature were decreased. The P-E hysteresis loops indicated that it is helpful to steady the antiferroelectric phase by increasing Sn⁴⁺ content.     

(Bi0.5Na0.5)TiO3-Ba(Ti,Zr)O3 陶瓷的电性能研究

采用氧化固相法制备了(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBa(Ti0.95Zr0.05)O3(BNT-BZT)陶瓷,其中掺入量x的值分别为0,0.04,0.05,0.06,0.07.研究了BNT-BZT体系陶瓷的准同型相界以及陶瓷材料的微观结构和性能之间的关系,并探讨了陶瓷的介电性能和铁电等性能.通过探究Ba(Ti,Zr)O3(BZT)掺杂量对BNT 各性能的影响得出了当掺杂量x=0.05得到结构较为致密,介电,铁电性能较好的样本,对工业化研究和生产有重要的意义