本文關(guān)鍵詞：鐵電陶瓷相變對(duì)稀土熒光性能的影響

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【摘要】：相變溫度是表征鐵電性能的重要物理量,準(zhǔn)確測(cè)量相變溫度對(duì)改善鐵電性能有至關(guān)重要的作用。近年來(lái),基于稀土離子熒光探針測(cè)量鐵電體相變點(diǎn)的方法開始受到研究者的關(guān)注,利用鐵電體相變導(dǎo)致的稀土熒光光譜變化可以準(zhǔn)確測(cè)量相變溫度,該類方法的優(yōu)勢(shì)在于其具有非接觸、方便快捷等特點(diǎn)。目前利用此方法來(lái)測(cè)量鐵電體相變溫度的研究還處于起步階段。本論文以鈦酸鋇(BaTiO_3)陶瓷、鈦酸鈣鋇(Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3)陶瓷和鈮酸鉀鈉(K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3)陶瓷為基質(zhì),摻雜鉺離子(Er~(3+))作為熒光探針,對(duì)三種不同基質(zhì)的鐵電材料的相變溫度進(jìn)行測(cè)量研究。開展了1%Yb~(3+),1%Er~(3+):BaTi O_3陶瓷相變溫度測(cè)量研究。利用溶膠凝膠法(S-G)制備了純BT陶瓷和1%Yb~(3+),1%Er~(3+)摻雜的BT陶瓷樣品。測(cè)試了樣品的鐵電性和介電性,發(fā)現(xiàn)1%Yb~(3+)和1%Er~(3+)摻雜提高了BaTiO_3鐵電陶瓷的鐵電性能,并且居里溫度TC升高到136°C,正交-四方相變溫度TO-T降低到-11°C。測(cè)量了-50°C~150°C范圍內(nèi)樣品變溫?zé)晒庾V,發(fā)現(xiàn)在TC和TO-T附近,Er~(3+):4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強(qiáng)度、峰位變化規(guī)律出現(xiàn)突變,并且部分Stark劈裂峰消失,表明在鈦酸鋇基陶瓷中,可以利用熒光方法測(cè)量鐵電材料的鐵電-鐵電相變和鐵電-順電相變。開展了1%Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷相變溫度測(cè)量研究。利用S-G法制備了純BCT陶瓷和1%Er~(3+)摻雜的BCT陶瓷樣品。測(cè)試了樣品的鐵電性和介電性,發(fā)現(xiàn)1%Er~(3+)的摻雜會(huì)大幅提高Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3鐵電陶瓷的鐵電性能,并且居里溫度TC提高到110°C。測(cè)量了90°C~150°C范圍內(nèi)樣品變溫?zé)晒庾V,發(fā)現(xiàn)在TC附近,Er~(3+):4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強(qiáng)度、峰位變化規(guī)律出現(xiàn)突變,表明在鈦酸鈣鋇基陶瓷中,可以利用熒光方法測(cè)量鐵電材料的鐵電-順電相變。開展了1%Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3相變溫度測(cè)量研究。利用高溫固相合成法制備了純KNN陶瓷和1%Er~(3+)摻雜的KNN陶瓷樣品。測(cè)試了樣品的的鐵電性和介電性,發(fā)現(xiàn)1%Er~(3+)的摻雜降低了K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3鐵電陶瓷的鐵電性能,并且居里溫度TC降低到404°C,正交-四方相變溫度TO-T降低到201°C。測(cè)量了150°C~450°C范圍內(nèi)樣品變溫?zé)晒庾V,發(fā)現(xiàn)在TC和TO-T附近,Er~(3+):2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強(qiáng)度、熒光強(qiáng)度比(FIR)出現(xiàn)較大變化,表明在鈮酸鉀鈉基陶瓷中,可以利用熒光方法測(cè)量鐵電材料的鐵電-順電相變。
【關(guān)鍵詞】：鐵電陶瓷 相變溫度 稀土離子 熒光性能
【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】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 鈣鈦礦型無(wú)鉛鐵電陶瓷概述10-13
• 1.2.1 鈦酸鋇基無(wú)鉛鐵電陶瓷10-11
• 1.2.2 鈦酸鈣鋇基無(wú)鉛鐵電陶瓷11-12
• 1.2.3 鈮酸鉀鈉基無(wú)鉛鐵電陶瓷12-13
• 1.3 稀土離子能級(jí)結(jié)構(gòu)及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光物理機(jī)制13-16
• 1.3.1 稀土離子能級(jí)結(jié)構(gòu)13-15
• 1.3.2 稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光物理機(jī)制15-16
• 1.4 鐵電陶瓷熒光表征方法的研究現(xiàn)狀及分析16-19
• 1.4.1 鐵電陶瓷熒光表征方法的介紹16
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析18-19
• 1.5 本論文的主要內(nèi)容19-20
• 第2章 稀土摻雜鐵電陶瓷的制備及物相結(jié)構(gòu)表征20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷制備及物相結(jié)構(gòu)表征20-25
• 2.2.1 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷制備20-23
• 2.2.2 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的物相結(jié)構(gòu)表征23-25
• 2.3 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷制備及物相結(jié)構(gòu)表征25-27
• 2.3.1 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷制備25-26
• 2.3.2 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷的物相結(jié)構(gòu)表征26-27
• 2.4 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷制備及物相結(jié)構(gòu)表征27-29
• 2.4.1 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷制備27-28
• 2.4.2 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷的物相結(jié)構(gòu)表征28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 稀土摻雜鐵電陶瓷的電學(xué)性能研究31-41
• 3.1 引言31-32
• 3.2 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的電學(xué)性能研究32-35
• 3.2.1 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的電滯回線測(cè)量32
• 3.2.2 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的變溫介電常數(shù)測(cè)量32-35
• 3.3 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷的電學(xué)性能研究35-37
• 3.3.1 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷的電滯回線測(cè)量35-36
• 3.3.2 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷的變溫介電常數(shù)測(cè)量36-37
• 3.4 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷的電學(xué)性能研究37-40
• 3.4.1 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷的電滯回線測(cè)量37-38
• 3.4.2 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷的變溫介電常數(shù)測(cè)量38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 稀土摻雜鐵電陶瓷的變溫?zé)晒夤庾V研究41-56
• 4.1 引言41
• 4.2 1% Yb~(3+), 1% Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的變溫?zé)晒夤庾V研究41-48
• 4.3 1% Er~(3+):Ba_(0.77)Ca_(0.23)TiO_3陶瓷的變溫?zé)晒夤庾V研究48-50
• 4.4 1% Er~(3+):K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷的變溫?zé)晒夤庾V研究50-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-65
• 致謝65-66
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷66

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本文編號(hào)：740084