準同型相界（Morphotropic Phase Boundary,MPB）附近,鐵電材料相結構處于亞穩(wěn)狀態(tài),因此在外加電場、溫度場、應力場作用下可以展現出卓越的電卡效應和機電性能。處于MPB附近的Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-xPbTiO3（PMN-xPT）弛豫鐵電單晶因具有優(yōu)異的電卡效應以及超大的電致應變、超高的壓電常數而被人們大量研究。PMN-xPT體系在PT含量為30-36 mol%時形成MPB區(qū)域,在該區(qū)域內存在菱方相（Rhmohedral,R）、單斜相（Monoclinic,M）、四方相（Tetragonal,T）或者正交相（Orthogonal,O）以及R-M和M-T或者M-O相界。眾多相互影響的物理因數使得研究PMN-xPT單晶優(yōu)異性能的內在物理機理異常困難。此外,在實際服役條件下,電場-溫度的多場作用會進一步影響上述各種物理機制,使其微觀機制更為復雜。目前,關于哪種物理機制在電卡效應和壓電效應中起主導作用,學術界還存在爭議。因此,闡明電場-溫度多場耦合條件下各種物理機制對電卡效應和壓電效應的貢獻,對鐵電材料理論研究和材料優(yōu)化設計至關重要。本論文通過研究電場-溫度多... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１?（ａ）鐵電體大的電滯回線；（ｂ）鐵電體內鐵電疇、疇壁的電場依賴性??

?北京科技大學博士學位論文???稱為反鐵電體的矯頑常而撤去電場時，誘導的鐵電相又可以回復到反鐵電??相，因此在反鐵電體中可以觀察到極化強度與電場強度之間的雙電滯回線現??象［２４，３１，３２，３５．３８］。??（ａ）?Ｎｏｒｍａｌ?ＦＥ?（ｂ）?Ｒｅｌａｘｏｒ?ＦＥ?（ｃ）?Ａｎｔｉ－ＦＥ??ｊ一?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?＾?ａｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ??圓議＿??Ｅ＝０?Ｅ＝０?Ｅ＝０??＾圓??Ｅ＝Ｅ?Ｅ＝Ｅ?Ｅ＝Ｅ??ｍ?ｍｍ??圖２－２不同類型鐵電體的電滯回線和極化疇轉ＰＩ：?（ａ）普通鐵電體；（ｂ）弛豫鐵電體；??（ｃ）反鐵電體??２．１．２鐵電體的介電特性??鐵電晶體的鐵電性除了與電場強度有關之外，還具有強烈的溫度依賴性。??一般而言，隨著溫度升高，鐵電晶體的鐵電性降低。當溫度超過某一個值時，??晶體的自發(fā)極化消失，鐵電相變?yōu)轫橂娤�。鐵電相－順電相的臨界溫度被稱為??居里溫度（Ｔｅ）。事實上，除了鐵電相－順電相之間的相變之外，很多鐵電材??料還存在不同結構鐵電相之間的轉變。??介電臨界特性（介電反常）是鐵電體的一個重要特征。介電反�，F象是??研宄鐵電體內相變的重要依據。當鐵電體處于單一相中，介電常數隨著溫度??的變化程非線性連續(xù)單調變化。而當鐵電體中相結構發(fā)生改變時，其介電常??數出現介電常數峰，即介電反常。普通鐵電體和弛豫鐵電體的介電行為有很??？?．?－５－??

?相變對弛豫鐵電單晶電卡和壓電效應的影響研究???大的不同，如圖２－３所示［３５］。??圖２－３?（ａ）為普通鐵電體典型的介電常數曲線。當普通鐵電體所處的溫??度大于居里溫度時，鐵電體的相對介電常數與溫度關系為遵循居里－外斯??（Ｃｕｒｉｅ－Ｗｅｉｓｓ）定律：??＾ｒ（０）－＾（〇〇）?＋?—（２－１）??１??式中＆?（０）——低頻相對介電常數??￡ｒ?（〇〇）?光頻相對介電常數??Ｃ一一居里常量??Ｔ〇?居里－外斯溫度??一般而言鐵電體的光頻相對介電常數比低頻相對介電常數要小的多，且??與溫度基本無關，通�？梢院雎浴Ｋ裕茫酰颍椋澹祝澹椋螅蠖煽梢宰�?yōu)椋??＾（０）?＝?—（２－２）??Ｔ￣Ｔ０??對于具有一級相變的普通鐵電體，Ｔ〇＜Ｔｃ；對于二級相變鐵電體，Ｔ〇?＝?Ｔｃ。??Ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ??Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ?Ｒｅｂｏｘｒ?Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ??（ａ）?Ｉ?丨??．Ｔｊ?｜（ｂ）??？｜?１?ｃｏＨｏｒｍＵ）?ｊ?—一＾??Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｉｎｃｒｅａｓｅｓ?＇—??卜?ＣＷＩ＾ｗ?Ｓ．：?Ｄｏｅｓ?ｎｏｔ??Ｌ?＼?ｆ?Ｐ?Ｃ?ｓ?Ｐｐ？？？ｓａｍｐ＜ｃ〇ｆ?Ｃｏｎｌｏｒｍｔｏ??Ｘ?ｌ?ｒ＊ｒ？?＾ａｓｕｆ＾ｊｇ＾ｂｉｃｆｉｇｌｄ?ｒ?Ｃｏｎｆｏｒｍ?ｔｏ??Ｉ?＼?２?３／＾??＼???—?ＳＵｔｅｌ??ｙ?ＳＷｅ３?Ｓｔａｔｅ?２?Ｎｏ?ＬＲＦＯ，?ｗＭｅ?ｐｏｌａｒ?ｒｅｇｉｏｎｓ?Ｐ？ｅｌｅｄｎｃ??／?Ｉｃｎｇ－ｒａｎｇｅ?ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｄｏｍａｉｎ?（ＬＲＦＤ）?Ｄｅ


本文編號：3378456