Pb/Bi基鈣鈦礦氧化物的晶體結(jié)構(gòu)、熱膨脹及相關(guān)電學(xué)性能
發(fā)布時(shí)間:2021-07-23 10:36
隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,對(duì)材料性能的要求越來越高,集成度高的多功能材料成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。一直以來,鉛/鉍基鈣鈦礦型氧化物由于其豐富的物理性質(zhì)(鐵電和鐵磁等),受到廣泛關(guān)注。其中一些化合物在準(zhǔn)同型相界(morphotropic phase boundary, MPB)表現(xiàn)出優(yōu)異的壓電性能和較高的居里溫度,使其成為一類重要的功能材料。鈦酸鉛基化合物除了具有鐵電性外,還表現(xiàn)出奇特的負(fù)熱膨脹性,這就為調(diào)控材料的熱膨脹系數(shù)提供了可能,使其能適應(yīng)更高溫度的工作環(huán)境。本論文首先對(duì)一些傳統(tǒng)的壓電材料進(jìn)行了改性,通過摻雜等手段顯著提高了它們的性能;同時(shí),探索了一些新的鉛基和無鉛高性能壓電材料。此外,研究了鈦酸鉛基化合物的熱膨脹特性,獲得了巨大體積收縮材料以及多功能零膨脹材料。對(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)、熱膨脹以及相關(guān)的電學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)地研究,并闡述了相關(guān)的機(jī)理。本論文研究了Pb(Zr0.54Ti0.46)O3-KNbO3、PbTiO3-Bi(Ni1/2Hf1/2)O3鉛基壓電材料以及Bi0.5Na0.5TiO3-Ba(Ni1/3Nb2/3)O3、K0.5Na0.5NbO3:ZnO和Bi(Zn0.5Ti0.5...
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.17?PbTiOi-BLWeOj體系中不同公位原子的自發(fā)極化位致iMI??
圖5.1室溫下^--餐師,>.5?3|,5了化--濁3(1\1|
斜巧品體結(jié)構(gòu)困Cv?=化6)?(C)巧比t’/u?(d)極化強(qiáng)度尸S??值得注意的是,當(dāng);0化4時(shí)開始有單斜相的出現(xiàn),后酣將會(huì)對(duì)單斜相進(jìn)??行詳細(xì)說明。由圖5.12可知,當(dāng)x?=?0.5時(shí)可W清楚的觀察到準(zhǔn)M型相界MPB,??此時(shí)四方相和單斜相共存。巧鉛巷或巧無鉛比電材料的MPB處,由于兩相??共存,MPB處的衍射峰往往重疊的比較厲害,比如Pb(Zr<"2Ti〇48)〇3l2G2哺??0.94Bi〇5Na〇Ji〇3-0.06BaTiO嚴(yán)W,因而很難提。停校绿帨(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)信息。??本實(shí)驗(yàn)中觀察到的MFB,化組成崎明思區(qū)分出來。問時(shí),它巧接從實(shí)驗(yàn)上??證明了單斜相巧四方相和二方相之間的紐帶作用。隨堪BiFe〇3巧窠的進(jìn)一步??増加,單斜相的比例也逐漸増加,四方相的比例降低。最后在x?=?〇.6處觀察??到了純的單斜相。??三£;.?單斜相的結(jié)構(gòu)可W通過結(jié)構(gòu)巧修和電/?衍射來確定。圖5.14a為樣品x?=??0.6根據(jù)單斜相(空間群為。)的結(jié)構(gòu)精修結(jié)果。單胞沿卷a軸々向擴(kuò)展了?’??兩倍(如圖5.1化所示)。室溫下的選取電子衍射也進(jìn)步證明了單斜相的特??征(5.14b-d)。沿著晶帶軸陽則]觀察到的超晶格衍射可W被指柄化為UlO)和??y?i?0)。在巧鐵礦中,單斜相的出現(xiàn)時(shí)由于氧八面體的傾斜引起的,按照〇如0,??奪:'?-67-??齡:■-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱收縮化合物——負(fù)熱膨脹性及成因[J]. 陳駿,鄧金俠,于然波,孫策,胡澎浩,邢獻(xiàn)然. 物理. 2010(10)
[2]Novel thermal expansion of lead titanate[J]. XING Xianran, DENG Jinxia, CHEN Jun and LIU GuirongDepartment of Physical Chemistry, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China. Rare Metals. 2003(04)
[3]復(fù)合氧化物負(fù)熱膨脹材料研究進(jìn)展[J]. 譚強(qiáng)強(qiáng),張中太,方克明. 功能材料. 2003(04)
[4]一個(gè)方便實(shí)用的粉末衍射數(shù)據(jù)處理和結(jié)構(gòu)分析程序[J]. 董成. 物理. 2000(08)
[5]氧化物材料負(fù)熱膨脹機(jī)理[J]. 邢獻(xiàn)然. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(01)
博士論文
[1]鈣鈦礦型鈦酸鹽鐵電化合物制備以及原位相結(jié)構(gòu)和鐵電機(jī)理的研究[D]. 樊龍龍.北京科技大學(xué) 2016
碩士論文
[1]BMT-PT基壓電陶瓷的研究[D]. 劉濤.天津大學(xué) 2010
[2]高溫細(xì)晶壓電陶瓷鈧酸鉍鈦酸鉛的制備及尺寸效應(yīng)研究[D]. 鄒婷婷.清華大學(xué) 2009
[3]PMN-PT鈣鈦礦相的合成及弛豫鐵電陶瓷的制備[D]. 鐘海勝.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3299132
【文章來源】:北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:146 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.17?PbTiOi-BLWeOj體系中不同公位原子的自發(fā)極化位致iMI??
圖5.1室溫下^--餐師,>.5?3|,5了化--濁3(1\1|
斜巧品體結(jié)構(gòu)困Cv?=化6)?(C)巧比t’/u?(d)極化強(qiáng)度尸S??值得注意的是,當(dāng);0化4時(shí)開始有單斜相的出現(xiàn),后酣將會(huì)對(duì)單斜相進(jìn)??行詳細(xì)說明。由圖5.12可知,當(dāng)x?=?0.5時(shí)可W清楚的觀察到準(zhǔn)M型相界MPB,??此時(shí)四方相和單斜相共存。巧鉛巷或巧無鉛比電材料的MPB處,由于兩相??共存,MPB處的衍射峰往往重疊的比較厲害,比如Pb(Zr<"2Ti〇48)〇3l2G2哺??0.94Bi〇5Na〇Ji〇3-0.06BaTiO嚴(yán)W,因而很難提。停校绿帨(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)信息。??本實(shí)驗(yàn)中觀察到的MFB,化組成崎明思區(qū)分出來。問時(shí),它巧接從實(shí)驗(yàn)上??證明了單斜相巧四方相和二方相之間的紐帶作用。隨堪BiFe〇3巧窠的進(jìn)一步??増加,單斜相的比例也逐漸増加,四方相的比例降低。最后在x?=?〇.6處觀察??到了純的單斜相。??三£;.?單斜相的結(jié)構(gòu)可W通過結(jié)構(gòu)巧修和電/?衍射來確定。圖5.14a為樣品x?=??0.6根據(jù)單斜相(空間群為。)的結(jié)構(gòu)精修結(jié)果。單胞沿卷a軸々向擴(kuò)展了?’??兩倍(如圖5.1化所示)。室溫下的選取電子衍射也進(jìn)步證明了單斜相的特??征(5.14b-d)。沿著晶帶軸陽則]觀察到的超晶格衍射可W被指柄化為UlO)和??y?i?0)。在巧鐵礦中,單斜相的出現(xiàn)時(shí)由于氧八面體的傾斜引起的,按照〇如0,??奪:'?-67-??齡:■-??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱收縮化合物——負(fù)熱膨脹性及成因[J]. 陳駿,鄧金俠,于然波,孫策,胡澎浩,邢獻(xiàn)然. 物理. 2010(10)
[2]Novel thermal expansion of lead titanate[J]. XING Xianran, DENG Jinxia, CHEN Jun and LIU GuirongDepartment of Physical Chemistry, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China. Rare Metals. 2003(04)
[3]復(fù)合氧化物負(fù)熱膨脹材料研究進(jìn)展[J]. 譚強(qiáng)強(qiáng),張中太,方克明. 功能材料. 2003(04)
[4]一個(gè)方便實(shí)用的粉末衍射數(shù)據(jù)處理和結(jié)構(gòu)分析程序[J]. 董成. 物理. 2000(08)
[5]氧化物材料負(fù)熱膨脹機(jī)理[J]. 邢獻(xiàn)然. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(01)
博士論文
[1]鈣鈦礦型鈦酸鹽鐵電化合物制備以及原位相結(jié)構(gòu)和鐵電機(jī)理的研究[D]. 樊龍龍.北京科技大學(xué) 2016
碩士論文
[1]BMT-PT基壓電陶瓷的研究[D]. 劉濤.天津大學(xué) 2010
[2]高溫細(xì)晶壓電陶瓷鈧酸鉍鈦酸鉛的制備及尺寸效應(yīng)研究[D]. 鄒婷婷.清華大學(xué) 2009
[3]PMN-PT鈣鈦礦相的合成及弛豫鐵電陶瓷的制備[D]. 鐘海勝.武漢理工大學(xué) 2003
本文編號(hào):3299132
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