【摘要】：鈦酸鋇(BaTiO_3)陶瓷是一種被廣泛研究的具有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的鐵電陶瓷,其介電性較高、壓電性中等,工作溫度范圍窄,不易燒結(jié)。近期的研究工作主要是通過離子摻雜和改善制備工藝來提高鈦酸鋇陶瓷的電學(xué)性質(zhì)。本文通過使用Li~+/Er~(3+)對鈦酸鋇陶瓷進(jìn)行共摻雜,使其電學(xué)性質(zhì)提高的同時(shí)具有了良好的發(fā)光效應(yīng)。對于鐵電陶瓷電學(xué)性能的表征,通常采用常規(guī)的接觸式測量法。近年來,隨著熒光鐵電陶瓷的提出,研究者開始通過建立熒光光譜與電學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系,來對鐵電陶瓷進(jìn)行熒光電性表征。相較于接觸式測量法,熒光表征法更加方便快捷。目前關(guān)于熒光表征法,大多側(cè)重于鐵電陶瓷溫度靈敏性的研究,而有關(guān)陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的表征很少。本論文通過研究鋰鉺共摻雜鈦酸鋇陶瓷的電學(xué)性質(zhì)與光譜性質(zhì),探索了Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷微觀結(jié)構(gòu)與光譜之間的關(guān)系。研究了不同配比的Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷電學(xué)性質(zhì)。利用溶膠凝膠法制備了不同配比的Li~+/Er~(3+):BaTi O_3陶瓷樣品、純BaTiO_3陶瓷樣品以及1%Er~(3+):BaTiO_3陶瓷樣品。測試了樣品的鐵電和介電性質(zhì),發(fā)現(xiàn)Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷樣品的鐵電性和介電性高于純BaTiO_3陶瓷,但低于1%Er~(3+):BaTiO_3陶瓷。研究了Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷上轉(zhuǎn)換熒光光譜與溫度之間的響應(yīng)關(guān)系。通過測量不同配比Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的上轉(zhuǎn)換熒光光譜對溫度的響應(yīng)特性,建立了“溫度-微觀結(jié)構(gòu)-上轉(zhuǎn)換熒光光譜”三者之間的變化關(guān)系。研究了不同溫度下的Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的上轉(zhuǎn)換熒光光譜,發(fā)現(xiàn)在居里-外斯溫度T_0附近,上轉(zhuǎn)換熒光光譜隨溫度的變化規(guī)律會發(fā)生突變,表明在該溫度附近,Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。研究了Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷紅外熒光光譜與溫度之間的響應(yīng)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)不同配比的Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷,紅外熒光發(fā)光效率不同,1%Li~+/Er~(3+):BaTiO_3陶瓷的發(fā)光最強(qiáng)。紅外熒光光譜的溫度響應(yīng)方式與熒光光譜相似,在居里-外斯溫度T_0附近會發(fā)生突變。
【圖文】：

圖 1-2 鐵電體的電滯回線圖[19]量得到的鐵電體的電滯回線圖，電滯回線表征的是材料研究鐵電陶瓷電滯回線的剩余極化強(qiáng)度 Pr來分析鐵電強(qiáng)度 Pr越大，鐵電性能越好。正常鐵電陶瓷的電滯回?zé)Y(jié)方式和燒結(jié)條件決定了樣品性能的好壞，因此，研形狀來初步判斷樣品的燒結(jié)條件是否合適。介電性由相對介電常數(shù) 表征，其受溫度與外加電場頻溫度 TC時(shí)，數(shù)值最大。對于 BaTiO3陶瓷，其介溫譜有和正交-三方相變溫度附近表現(xiàn)較為明顯[17]。本實(shí)驗(yàn)中相 間接測量，二者關(guān)系如下： r=4 πε0 2厚度(m)直徑(m)

圖 2-1 Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷溶膠前驅(qū)體干凝膠研磨成粉，放置在馬弗爐中進(jìn)保溫 120min，，再經(jīng)過 100min 升到 9的 BaTiO3粉末[17]。磨；(2)壓片成型；(3)排膠。溫度。一般情況下，純 BaTiO3陶瓷的其結(jié)燒溫度出現(xiàn)了不同程度的降低，過對不同升溫速率所制備的BaTiO3低于 1000℃，5℃/min；高于 1000℃晶粒的生長，一般認(rèn)為，保溫時(shí)間越長驗(yàn)比較，得到保溫時(shí)間為 4h，當(dāng)保熔化現(xiàn)象。表2-2是燒結(jié)溫度表，圖2表 2-2 燒結(jié)溫度表r3+) 0 0.5% 1% 1.5% 1350℃ 1330℃ 1320℃ 1310℃
【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】：2018
【分類號】：TQ174.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2683695