鈮酸鈉鉀(K_0.5Na_0.5NbO₃,KNN)是一種具有豐富相結(jié)構(gòu)的鐵電材料,隨著溫度的降低,依次經(jīng)歷從立方相(C)到四方相(T)、從四方相到正交相(O)以及從正交相到三方相(R)的一系列結(jié)構(gòu)相變。通過調(diào)控KNN的相結(jié)構(gòu)實現(xiàn)多相共存,從而增加零點場下材料內(nèi)部電偶極子的極化方向,使其在外電場作用下更容易獲得大的熵變,從而有望獲得大的電卡效應。本文首先選取Bi_0.5Na_0.5ZrO₃(BNZ)組分與KNN形成(1–x)K_0.5Na_0.5NbO₃–xBi_0.5Na_0.5ZrO₃二元固溶體并通過傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備出結(jié)構(gòu)致密的鐵電陶瓷,研究BNZ含量對KNN相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、介電性能、電卡性能和熱釋電性能的影響。研究結(jié)果表明:BNZ含量的增加使KNN的相變溫度向室溫附近移動并形成T相和R相共存結(jié)構(gòu),同時典型的鐵電體向弛豫型鐵電體轉(zhuǎn)變。當...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1. 緒論
    1.1 制冷技術的發(fā)展
    1.2 電卡制冷的研究與發(fā)展
        1.2.1 電卡效應的工作原理
        1.2.2 電卡效應的熱力學關系
        1.2.3 電卡效應的影響因素
        1.2.4 電卡效應的測量方法
        1.2.5 電卡材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 鐵電體概述
        1.3.0 鐵電體概念、性質(zhì)及其分類
        1.3.1 鈣鈦礦型鐵電體
        1.3.2 弛豫型鐵電體
    1.4 鈮酸鈉鉀材料概述
        1.4.1 鈮酸鈉鉀材料的結(jié)構(gòu)和特點
        1.4.2 鈮酸鈉鉀材料的相變
        1.4.3 鈮酸鈉鉀材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文研究思路及研究內(nèi)容
2. 陶瓷材料的制備和性能表征
    2.1 引言
    2.2 傳統(tǒng)固相燒結(jié)法
        2.2.1 固相燒結(jié)原理
        2.2.2 固相燒結(jié)法工藝流程
    2.3 鈮酸鈉鉀基陶瓷材料制備
        2.3.1 實驗所用原材料
        2.3.2 實驗所用樣品制備設備
        2.3.3 實驗所用樣品測試設備
        2.3.4 KNN陶瓷制備工藝
    2.4 材料的結(jié)構(gòu)表征與性能測試
        2.4.1 物相結(jié)構(gòu)分析
        2.4.2 顯微結(jié)構(gòu)和元素分析
        2.4.3 疇結(jié)構(gòu)分析
        2.4.4 密度測試
        2.4.5 熱容和比熱容測試
        2.4.6 介電性能測試
        2.4.7 鐵電性能測試
        2.4.8 熱釋電系數(shù)測試
        2.4.9 電卡性能測試
3. 摻雜改性對KNN陶瓷結(jié)構(gòu)的影響及電卡效應研究
    3.1 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZO₃陶瓷的結(jié)構(gòu)與電卡效應
        3.1.1 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的相結(jié)構(gòu)
        3.1.2 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)
        3.1.3 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的介電性能
        3.1.4 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的鐵電性能
        3.1.5 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的熱釋電性能研究
        3.1.6 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO_3-x(Bi_0.5Na_0.5)ZrO₃陶瓷的電卡效應研究
    3.2 本章小結(jié)
4. 弛豫型鐵電體電卡效應研究
    4.1 弛豫型鐵電—鐵電相變的電卡效應
        4.1.1 KNLNT-xCZ體系陶瓷的相結(jié)構(gòu)
        4.1.2 KNLNT-xCZ體系陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)
        4.1.3 KNLNT-xCZ體系陶瓷的介電性能
        4.1.4 KNLNT-xCZ體系陶瓷的疇結(jié)構(gòu)
        4.1.5 KNLNT-xCZ體系陶瓷的鐵電性能
        4.1.6 KNLNT-xCZ體系陶瓷的電卡性能
    4.2 弛豫型鐵電—順電相變電卡效應研究
        4.2.1 弛豫型KNLNT-yCZ體系陶瓷的相結(jié)構(gòu)
        4.2.2 弛豫型KNLNT-yCZ體系陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)
        4.2.3 弛豫型KNLNT-yCZ體系陶瓷的介電性能
        4.2.4 弛豫型KNLNT-yCZ體系陶瓷的鐵電性能
        4.2.5 弛豫型KNLNT-yCZ體系陶瓷的電卡性能
    4.3 本章小結(jié)
5. KNN基MLCC的制備與電卡效應研究
    5.1 KNN基MLCC的制備
        5.1.1 實驗所用原材料
        5.1.2 實驗所用儀器設備
        5.1.3 MLCC制備工藝流程
        5.1.4 MLCC結(jié)構(gòu)及電極面積的確定
    5.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC結(jié)構(gòu)及電卡效應研究
        5.2.1 KNLNT-0.08CZ型MLCC顯微結(jié)構(gòu)
        5.2.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC介電、鐵電性能
        5.2.3 KNLNT-0.08CZ型MLCC電卡性能
    5.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC結(jié)構(gòu)及電卡效應
        5.3.1 KNLNT-0.1CZ型MLCC顯微結(jié)構(gòu)
        5.3.2 KNLNT-0.1CZ型MLCC介電、鐵電性能
        5.3.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC電卡性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3936925