本文關(guān)鍵詞：鈮鎂酸鉛—鈦酸鉛與鈮鈧鎂酸鉛—鈦酸鉛單晶機(jī)電性能和熱穩(wěn)定性的研究

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【摘要】：近年來,弛豫鐵電單晶鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3,即PMN-PT),具有極高的壓電和機(jī)電耦合性能備受人們關(guān)注。但是,人們更多的是關(guān)注其三方相或者是MPB相,該組份的PMN-PT晶體相轉(zhuǎn)變溫度較低,矯頑電場比較小,限制了其應(yīng)用范圍。四方相的PMN-PT擁有相當(dāng)?shù)臋C(jī)電性能,并且具有較高的相轉(zhuǎn)變溫度。另外,有研究表明鈮鈧鎂酸鉛-鈦酸鉛(PSN-PMN-PT)陶瓷擁有較高的相轉(zhuǎn)變溫度,那么PSN-PMN-PT單晶可能具有較廣的溫度使用范圍。考慮到機(jī)器產(chǎn)熱問題,需要尋找同時具有高壓電機(jī)電耦合性能和寬的溫度適用范圍的材料。本論文選擇對四方相的PMN-PT和PSN-PMN-PT單晶為研究對象,對其的機(jī)電性能及溫度穩(wěn)定性進(jìn)行研究。首先,對[001]C方向極化的四方相的PMN-0.37PT晶體進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)該晶體擁有較高的居里溫度(174℃)和矯頑電場EC(7.4 kV/cm)。其全矩陣參數(shù)表明該晶體擁有較強(qiáng)的各向異性,很好的橫向介電性能和切向壓電性能。通過理論推導(dǎo)可知PMN-0.37PT單晶沿[011]C方向極化可以獲得較高的綜合性能。隨著溫度的升高,該晶體的各向異性在不斷降低,其縱向壓電性能d33的最大值取向不斷的向[001]C方向偏轉(zhuǎn)。溫度在140℃以下時,該晶體擁有較好的壓電熱穩(wěn)性和橫向介電熱穩(wěn)性。其次,對[011]C方向極化的PMN-PT晶進(jìn)行了研究。隨著[011]C方向電場的增加,單晶從四方相轉(zhuǎn)變?yōu)镸C相,最終變?yōu)閱萎犝幌?在降低電壓的過程當(dāng)中,單晶從單疇正交相轉(zhuǎn)變到MC相,最終到四方相與MC相的混合結(jié)構(gòu)。48小時后,相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但依舊存在單斜相。由于單斜相的存在,導(dǎo)致了該晶體在室溫下有極好的壓電和機(jī)電耦合性能。隨著溫度升高,晶體中的單斜相體積不發(fā)生變化,但是其縱向性能對溫度比較敏感。因而,對于壓電器件來講,應(yīng)當(dāng)盡量避免含有單斜相結(jié)構(gòu)的晶體,但可以考慮使用在熱敏器件當(dāng)中。最后,對[001]C方向極化的0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體進(jìn)行研究。該晶體具有高于PMN-0.33PT晶體相轉(zhuǎn)變溫度,但其矯頑電場和應(yīng)變量更有優(yōu)勢。其全矩陣參數(shù)表明該晶體擁有較高的彈性常數(shù),優(yōu)異的縱向壓電性能d33和機(jī)電耦合性能k33(1287 pC/N和90.8%)。該晶體的各壓電性能之間相差明顯,擁有較好的各向異性。通過對該晶體各性能的溫度穩(wěn)定性進(jìn)行分析可知,該晶體在80℃至130℃之間具有較好且穩(wěn)定的縱向或者橫向壓電性能;在80℃以下剪切機(jī)電性能較好且穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3 Pb(Sc_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3 壓電性能 介電性能 溫度穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 課題背景及研究的目的意義10-12
• 1.1.1 壓電材料的發(fā)展10-11
• 1.1.2 存在的問題及研究的目的11-12
• 1.2 鐵電體12-16
• 1.2.1 鐵電體的概念與分類12-13
• 1.2.2 鐵電體的宏觀特征13-15
• 1.2.3 鐵電疇15-16
• 1.3 鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛和鈮鈧酸鉛-鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛16-18
• 1.3.1 鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛（PMN-PT）16-17
• 1.3.2 鈮鈧酸鉛-鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛（PSN-PMN-PT）17-18
• 1.4 壓電單晶全矩陣參數(shù)及其測量18-21
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容21-23
• 第2章 [001]C方向極化的PMN-0.37PT性能的研究23-35
• 2.1 [001]C方向極化PMN-0.37PT晶體的介電、鐵電和應(yīng)變性能23-25
• 2.1.1 [001]C方向極化PMN-0.37PT晶體的介電溫譜23-24
• 2.1.2 [001]C取向PMN-0.37PT晶體的電滯回線和應(yīng)變曲線24-25
• 2.2 [001]C方向極化的PMN-0.37PT晶體全矩陣參數(shù)25-27
• 2.3 PMN-0.37PT性能對空間取向的依賴性27-29
• 2.4 溫度對[001]C方向極化的PMN-0.37PT性能的影響29-31
• 2.5 溫度對空間各向異性的影響31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第3章 [011]C方向極化的PMN-0.37PT性能的研究35-47
• 3.1 [011]C方向極化的PMN-0.37PT相結(jié)構(gòu)隨電場的變化35-38
• 3.2 [011]C方向極化的PMN-0.37PT相結(jié)構(gòu)隨溫度的變化38-40
• 3.3 [011]C方向極化的PMN-0.37PT壓電介電性能的熱穩(wěn)定性40-42
• 3.4 [011]C方向極化的PMN-0.37PT晶體中單斜相的熱穩(wěn)定性42-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 [001]C方向極化的 0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體性能的研究47-56
• 4.1 [001]C方向極化的 0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體介電溫譜47-48
• 4.2 [001]C方向極化的 0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體鐵電性能48-50
• 4.3 [001]C方向極化 0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體全矩陣參數(shù)50-51
• 4.4 [001]C方向極化的 0.06PSN-0.61PMN-0.33PT晶體熱穩(wěn)定性51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-57
• 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果62-64
• 致謝64-65
• 個人簡歷65

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4 張福學(xué);;生物組織的壓電性及其應(yīng)用[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;1985年03期

5 王鴻;周新民;張仲猷;;冷卻條件對鋯鈦鉛陶瓷的壓電性能和老化行為的影響[J];硅酸鹽通報;1982年02期

6 曾白飛;吳報銖;沈壽彭;吳林生;;聚偏氟乙烯共混體系的壓電性及其分子運(yùn)動[J];有機(jī)化學(xué);1985年03期

7 賀連星,李承恩;大功率PZT材料錳摻雜改性研究[J];功能材料;2000年05期

8 李紅艷,劉景和,李建立,邢洪巖,張亮,徐斌;Li_2B_4O_7材料制備及性能的研究[J];材料科學(xué)與工程;2001年03期

9 劉敏,高國偉;聚偏二氟乙烯的壓電性[J];壓電與聲光;1989年05期

10 趙梅瑜,金行運(yùn),成海君;陶瓷骨架對3-3型復(fù)合材料壓電性能的影響[J];無機(jī)材料學(xué)報;1987年04期

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1 羅大兵;郝華;劉韓星;李艷鋒;歐陽世翕;;影響0-3型復(fù)合材料壓電性能的因素分析[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅲ[C];2004年

2 付健;左如忠;;堿金屬鈮酸鹽基無鉛壓電材料的電疇結(jié)構(gòu)及其對壓電性能的影響[A];第十七屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2012年

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6 萬玉慧;李振榮;徐卓;姚熹;;極化條件對PIN-PMN-PT單晶介電和壓電性能的影響[A];第十六屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集-04壓電、鐵電、閃爍和其它功能晶體[C];2012年

7 董顯林;陳慧婷;王永令;;PSZT系相變陶瓷壓電性能的溫度依賴性[A];94'全國結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、金屬/陶瓷封接學(xué)術(shù)會議論文集[C];1994年

8 高澤亮;;新型低對稱晶體BaTeMo_2O_9壓電性能研究[A];中國晶體學(xué)會第四屆全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2008年

9 姜勝林;王筱珍;張緒禮;;MnO對改性鈦酸鉛陶瓷壓電性能的影響[A];94'全國結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、金屬/陶瓷封接學(xué)術(shù)會議論文集[C];1994年

10 曾一明;鄭燕青;施爾畏;;Si_3N_4晶體的壓電性能計算預(yù)測[A];第15屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

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9 李丹洋;CaBi_4Ti_4O_(15)基復(fù)合陶瓷的制備及性能研究[D];華南理工大學(xué);2016年

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