钛酸铅/聚[偏氟乙烯(70)-三氟乙烯(30)]复合物的非线性介电性质

用自建的非线性介电测试装置研究了陶瓷相被极化 (B1 )以及陶瓷相和共聚物相都被极化 (B2 )的钛酸铅 /聚 [偏氟乙烯 ( 70 ) 三氟乙烯 ( 3 0 ) ](PT/P[VDF( 70 ) TrFE( 3 0 ) ]) 0 3型铁电复合物厚片在不同测试场强下的非线性介电系数 .对于PT含量 >0 3的复合物 ,介电系数ε1随场强的升高明显增大 .在 <0 1时 ,可用Maxwell Garnett方程拟合实验结果 .Bruggeman方程适合于低电场 ( <1MV/m)下复合物介电系数的预测 .通过Lz 的变化 ,用Yamada模型可拟合不同场强下复合物介电系数随的变化关系 .二阶非线性介电系数ε2 随的升高而增大 ,B2的ε2 大于B1 ,说明B2具有较高的剩余极化 .三阶非线性介电系数ε3 随场强的升高而减小 ,且高值的复合物具有较大的ε3 .两相都被极化试样的ε3 小于仅陶瓷相被极化的试样 .     

0-3型PZT/P[VDF(77)-TrFE(23)]铁电复合物的非线性介电系数

用自建的非线性介电测试装置测得了０ － ３ 型ＰＺＴ／Ｐ［ＶＤＦ（７７） － ＴｒＦＥ（２３）］ 铁电复合物厚片在不同场强和温度下的线性和非线性介电系数。对于ＰＺＴ 体积含量Φ＞ ０ ．３ 的复合物,介电系数ε１ 随测试场强的升高显著增大。在Φ＜ ０ ．１ 时,可用Ｍａｘｗｅｌｌ－ Ｇａｒｎｅｔｔ 方程拟合实验结果。Ｂｒｕｇｇｅｍａｎ 方程适合于低电场（ ＜ １ ＭＶ／ｍ ） 下复合物介电系数的预测。随着退极化场系数Ｌｚ 的改变,用Ｙａｍａｄａ 模型可拟合不同场强下复合物介电系数随Φ的变化关系。ε１ 的温度依赖性显示了明显的热滞后效应。Φ值增大导致升温过程的居里温度Ｔｃ 降低。Φ＜ ０ ．３ 时,三阶非线性介电系数ε３ 随测试场强的升高而减小,而Φ＞ ０ ．４ 试样的ε３ 在６ＭＶ／ｍ 场强下出现极小值。高Φ值的复合物具有较大的ε３ 。高ＰＺＴ 含量的复合物在相变区出现较大的ε３值。ε３ 温度谱同样显示了与ε１ 类似的表观热滞后现象。     

0—3型PZT／P[VCF（77）—TrFE（23）]铁电复合物的非线性介电系数

用自建的非线性介电测试装置测得了０－３型ＰＺＴ／Ｐ「ＶＤＦ（７７）－ＴｒＦＥ（２３）」铁电复合物厚片在不同场强和温度下的线性和非线性介电系数。对于ＰＺＴ体积含量Φ〉０．３的复合物,介电系数ε１随测试场强的升高显著增大。在Φ〈０．１时,可用Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｇａｒｎｅｔｔ方程拟合实验结果。     

介电失配度对沸石电流变液界面极化的影响

利用介电谱方法研究了NaA沸石/硅油和NaA沸石/煤油两种电流变液的介电行为, 测量发现两体系在10⁵ Hz处均出现明显的弛豫现象. 采用单弛豫Cole-Cole函数拟合各体系的介电参数, 结果表明在相同体积分数条件下硅油体系具有较大的介电增量(?ε), 且两体系的介电增量与体积分数(φ)均服从?ε＝4ε_mφ的函数关系. 通过计算和分析粒子与介质间介电失配程度, 阐明了油介质的介电常数(ε_m)对于沸石电流变液界面极化强度的贡献. 此外研究了吸附水对沸石电流变液界面极化的影响, 结果发现水的吸附对于体系的?ε值没有影响, 但明显降低了弛豫时间, 证明吸附水对沸石电流变液的界面极化率具有增强作用.     

聚氨酯与铁电陶瓷粉复合物的电致感应性能研究

利用双辊制备了一系列热塑性弹性体聚氨酯（PU）和铁电钛酸锆酸铅盐（PZT）的电感应PZT／PU复合物。X－衍射和SE镜结果显示,复合物中,在铁电相中PZT陶瓷粉呈现结晶态并且均匀分布在PU基体中,复合物的弹性模量和相对电容率随着复合物中PZT体积分数增加而升高,在高压电场下,低PZT含量的复合物呈现负的电致伸缩应力,当PZT体积分数增加到6％以上时,在某个临界电场下,复合物呈现出电致伸缩应力反转的特性,即电致伸缩应力从负转变为正,并且发生应力反转的临界电场随着复合物中PZT体积分数的增加而降低,PU的电致伸缩特性与PZT在高电场下极化反转效应结合,导致了PZT／PU复合物这种有趣的性能,因此PZT／PU复合物将在高电压场方面作为传感器开关材料得到广泛应用。     

(K_(0.485)Na_(0.485)Li_(0.03))NbO_3-Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3陶瓷的介电铁电性能

采用传统电子陶瓷工艺制备新型钙钛矿体系(1-x)(K_(0.485)Na_(0.485)Li_(0.03))NbO_3-Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3陶瓷,研究了该体系陶瓷的介电铁电性能.X射线衍射分析表明:所有陶瓷样品都具有单一的钙钛矿结构,在0.65≤x≤0.75时,出现明显的正交相和四方相的准同型相界区.测试结果表明:陶瓷具有高介电常数.低介质损耗,良好的温度稳定性;获得了饱和的电滞回线,显示了优良的铁电性能.尤其在x=0.75时各项性能达到最佳,其中介电常数ε_r=1590,介电损耗tan δ=0.017,居里温度T_c=295℃,剩余极化强度P,=28.6 μC·cm~(-1),矫顽场强E_c=0.89 kV·mm~(-1).     

膜/液界面浓度极化现象的介电解析

对由强、弱荷电膜和溶液构成的膜／液非均匀体系，在10－107Hz频率范围进行了介电测量，在直流偏压下，该体系显示了二个显著的介电弛豫．利用具有电导率分布相，即浓度极化相的介电理论对强行电的离子交换膜的结果进行了介电解析，从实验上测得的介电参数求出了反映膜／液界面浓度极化层构造的参数，讨论了该体系产生介电弛像的原因、说明了介电理论的合理性，并提出了膜／液界面体系产生介电弛豫现象的可能机理．     

一种乌青铜结构光催化剂：铁电-顺电相变与光催化性质

近年来,铁电材料作为一种潜在的高活性光催化剂材料越来越多地受到研究者关注.由于晶体结构的对称性破缺导致铁电晶体中出现自发极化,在这种极化内建电场的影响下,光生电子-空穴将发生空间分离,从而有效抑制载流子复合,进一步提高光催化体系的总量子效率.文献报道了很多性能优异的铁电光伏器件,在这样的思路下,越来越多的材料被直接作为光催化材料来研究,但有关顺电-铁电差异的报道很少,铁电性与光催化性能关联的直接证据尚有欠缺.研究表明, SrxBa1-xNb2O6(SBN)材料的居里温度(TC)对组分调变有很强的依赖性,当 Sr2+含量发生改变时(x =0.32-0.82),其居里温度可在10-270oC范围内变化.因此,合成一个居里温度接近室温的 SBN材料,研究其在顺/铁电相下自发极化行为、光生电荷分离行为、光催化行为及结构演变,就可能得到一个关于铁电性与光催化性能关系的直接证据,并有助于理解二者的关联性.本文以较低温度(65°C)下发生铁-顺电相变的 Sr0.7Ba0.3Nb2O6(SBN-70)材料为模型体系,使用X射线衍射、紫外可见光谱及不同温度下的铁电及介电测试、光电测试、光催化产氢和荧光激发谱等表征技术,研究了 SBN-70光电/光催化性能差异与相结构的相关性.首先使用高温固相合成法制备了纯相的四方钨青铜型 SBN-70材料,根据紫外可见漫反射光谱表征结果,推测 SBN-70材料在热力学上可发生光催化水分解反应.对 SBN-70进行的铁电及介电测试表明 SBN-70属于典型的弛豫型铁电材料：介电峰温度宽化显著,且介电峰位置随不同测试频率发生变化.在f =1 kHz测试下,其名义居里温度约为65oC.使用高温下两步烧结法制备了致密的 Ag/SBN-70/Ag陶瓷样品.受到高强度电场(E =30 kV/cm)极化的 Ag/SBN-70/Ag样品在紫外光照射下出现了显著光伏效应,铁电回线测试表明极化后的 SBN-70材料中存在强度约为0.8 kV/cm由剩余极化导致的内建电场,当经过极化的 SBN-70经过80oC退火后,光伏效应消失.结果表明, SBN-70极化后在内建极化场的作用下,在低温铁电相表现了显著的光生电荷分离能力,在进入高温顺电相后,这种分离能力随着自发极化的消失而消失.同时我们发现担载 Pt的 SBN-70粉末样品作为光催化剂在不同温度下存在很大的光催化产氢活性差异：反应在15oC时,产氢量为4.5μmol,随着反应温度升高,其产氢量升高,在60oC时为5.3μmol,继续升高温度至80oC时,发生了反常的活性变化,即产氢活性完全消失.这种反常的活性-温度关系可能与 SBN-70的铁-顺电相变有关：进入高温顺电相(80oC)后,晶体结构回到4/mmm点群,铁电畴结构不再存在,从而丧失了作为电荷分离驱动力的自发极化.不同温度下荧光激发谱结果也暗示了 SBN-70在高于65oC附近极化结构的消失.本文结果表明,铁电相中存在的铁电极化结构确实有利于光生电荷分离,进而提高了光催化反应活性.     

聚吡咯微粒掺入的聚苯乙烯膜在电解质溶液中的介电弛豫谱及其解析

在40 Hz～11 MHz频率范围测量了聚苯乙烯膜以及混入聚吡咯粒子的聚苯乙烯膜和电解质溶液构成的体系的介电谱, 发现了特异的弛豫现象: 纯的和掺入导电性聚吡咯后的聚苯乙烯膜分别显示出单一弛豫和双弛豫的不同模式的介电谱. 在Maxwell-Wagner界面极化概念基础上解释了该弛豫机制: 高、低频弛豫分别由膜-液界面极化和膜相本身的不均一性引起的. 将体系进行了模型化, 并利用Hanai理论方法对谱进行了解析, 获得了内部电性质的诸多参数. 对不同聚吡咯掺入量的膜/溶液体系的介电测量和解析结果表明, 电解质溶液的种类、浓度以及膜中混入聚吡咯的量都影响着膜相的介电响应. 这些结论为利用加入导电粒子改善绝缘高分子聚合物的电性质的研究以及制备既具有导电功能又使基体的力学性能得到提高的高分子复合物提供了重要的线索.     

Raman散射光谱定量分析铁电陶瓷掺杂诱导相转变现象

本文基于PZT基铁电体在准同型相界处各相的Raman散射模式,分析了Fe2O3掺杂对0.2PZN-0.8PZT铁电陶瓷Raman散射光谱的影响,建立了Raman散射模式与相结构之间的关系.结果表明,Raman散射分析可以作为陶瓷相结构定量分析的一种工具.