【摘要】：弛豫鐵電鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛單晶(PMN-PT)有超高的壓電常數(shù)以及機(jī)電耦合系數(shù),這些優(yōu)異的性能令其在各超聲換能器和光電器件中發(fā)揮了巨大作用,一直備受科研領(lǐng)域的關(guān)注。如今PMN-PT弛豫鐵電單晶的生長(zhǎng)技術(shù)已較為成熟,對(duì)該單晶疇結(jié)構(gòu)的研究也一直在深入,然而對(duì)PMN-PT單晶鐵電疇的相關(guān)研究都為微觀的、局部的特性研究。由于PMN-PT單晶為固溶體,其成分不均勻的特征導(dǎo)致關(guān)于其鐵電疇局部特性的研究結(jié)果無(wú)法直接應(yīng)用到宏觀中,所以微觀的研究結(jié)果在實(shí)際應(yīng)用中的參考意義有限。要使此類單晶材料在機(jī)電器件中得到廣泛的應(yīng)用,對(duì)其宏觀鐵電性能的研究十分必要。現(xiàn)階段對(duì)PMN-PT弛豫鐵電單晶電疇翻轉(zhuǎn)宏觀特性的研究還存在空缺,電滯回線動(dòng)力學(xué)的研究可以提供宏觀上PMN-PT疇翻轉(zhuǎn)的信息,通過(guò)對(duì)PMN-PT單晶的疇翻轉(zhuǎn)與回線動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究,可以得知該單晶在不同環(huán)境下的鐵電性能和工作狀態(tài),為該單晶的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。本文首先測(cè)量了不同組分的PMN-PT單晶在室溫下的宏觀鐵電參數(shù)和機(jī)電參數(shù),其中包括沿[001]_c方向極化PMN-0.27PT、PMN-0.29PT、PMN-0.31PT、PMN-0.34PT、PMN-0.37PT和PMN-0.38PT,發(fā)現(xiàn)在6種組分中,三方相近相界處單晶的壓電性能最好。使用Curie-Weiss定律和修正后的Curie-Weiss定律對(duì)PMN-PT單晶的介電溫譜進(jìn)行擬合,研究了該單晶體系的彌散相變特性。在室溫下分別測(cè)量了6種組分的PMN-PT單晶在不同外加電場(chǎng)下的電滯回線,得到了外加電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)該單晶鐵電性能的影響。分別在高電場(chǎng)和低電場(chǎng)下測(cè)量了各組分PMN-PT單晶的電滯回線隨頻率的變化,研究了外加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和頻率的變化對(duì)矯頑場(chǎng)E_c、剩余極化強(qiáng)度P_r以及回線面積A的影響,并對(duì)所有樣品在室溫下測(cè)量的電滯回線進(jìn)行了回線動(dòng)力學(xué)標(biāo)度研究,討論了PMN-PT單晶鐵電疇的極化翻轉(zhuǎn)對(duì)外電場(chǎng)強(qiáng)度和頻率的依賴性。同時(shí)討論了PT組分的含量對(duì)PMN-PT單晶矯頑場(chǎng)、剩余極化強(qiáng)度和宏觀疇翻轉(zhuǎn)特性的影響。選擇處于不同相態(tài)的PMN-PT單晶,在不同溫度下分別測(cè)量了各組分單晶的電滯回線,得到了不同相態(tài)的PMN-PT單晶的矯頑場(chǎng)、剩余極化和回線面積隨溫度的變化,研究了溫度對(duì)單晶宏觀疇翻轉(zhuǎn)特性的影響。通過(guò)擬合進(jìn)一步研究了溫度對(duì)不同相態(tài)PMN-PT單晶電滯回線各參數(shù)的影響。完善對(duì)在不同的工作環(huán)境下PMN-PT單晶的宏觀疇翻轉(zhuǎn)特性的研究。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB34;TM221
【圖文】：

統(tǒng)磁通法生長(zhǎng) PZM-PT 單晶的典型實(shí)驗(yàn)裝置[3]則是通過(guò)消耗基體中細(xì)小的晶粒，經(jīng)過(guò)被稱為固態(tài)單晶生長(zhǎng)，它不涉及主要成分高熔點(diǎn)、易揮發(fā)組分和不均勻熔體材料的SCG 過(guò)程的晶體生長(zhǎng)速率相對(duì)較低。，中國(guó)也做出了很大的貢獻(xiàn)，在 1999 年

（a）三方對(duì)稱結(jié)構(gòu) （b）四方對(duì)稱結(jié)構(gòu)圖 1-2 弛豫鐵電單晶自發(fā)極化可能取向分布示意圖有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和成分的晶體狀態(tài)稱為相態(tài)。不同相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變?yōu)?5-

圖 1-3 弛豫鐵電單晶 PMN-xPT 組分的相圖[30]包括 x 射線衍射(XRD)和 PLM，可以直接測(cè)易地確定材料的晶格參數(shù)和相結(jié)構(gòu)。然而，對(duì) 和 T 相的晶格參數(shù)相似[5]，難以區(qū)分�？梢圆� X-PT 晶體的相結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。此外，還可以

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李曉兵;趙祥永;羅豪u&;林迪;徐海清;王升;任博;狄文寧;張耀耀;劉林華;;弛豫鐵電單晶的生長(zhǎng)、性能及應(yīng)用研究[J];人工晶體學(xué)報(bào);2012年S1期

2 李飛;張樹(shù)君;李振榮;徐卓;;弛豫鐵電單晶的研究進(jìn)展—壓電效應(yīng)的起源研究[J];物理學(xué)進(jìn)展;2012年04期

3 劉黎明;曾華榮;李國(guó)榮;羅豪u&;殷慶瑞;;PMN-PT單晶鐵電疇的掃描探針顯微術(shù)[J];人工晶體學(xué)報(bào);2010年S1期

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1 霍曉青;錳摻雜KNNTL和PIN-PMN-PT鐵電單晶機(jī)電性能與機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王竹;鈮鎂酸鉛基鐵電單晶機(jī)電性質(zhì)和電場(chǎng)誘導(dǎo)電疇反轉(zhuǎn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 張永成;弛豫鐵電體PMNT陶瓷的制備與回線動(dòng)力學(xué)標(biāo)度研究[D];青島大學(xué);2010年

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1 滿桂安;弛豫鐵電體PMN-PT單晶彈塑性行為及相變特征的壓痕實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2758831