弛豫鐵電體由于具有超高的介電、壓電等特性,廣泛應(yīng)用于換能器、致動器等領(lǐng)域。然而,目前對于弛豫鐵電體退極化行為的微觀機制、交流驅(qū)動場對陶瓷電學(xué)性能的影響仍不清楚。本論文通過改進(jìn)的Swartz和Shrout固相兩步合成法制備了一系列Pb_0.9625Sm_0.025[(Mg_1/3Nb_2/3)_1-xTi_x]O₃陶瓷（0.025Sm-PMN-x PT,其中x=0.28、0.29、0.30和0.31）,具有優(yōu)異的介電和壓電性能(d₃₃>970 p C/N,ε_r>12000)。當(dāng)x=0.28時,d₃₃=1310p C/N,ε_r=18400,tanδ=0.056和k_p=0.65。為了探究其退極化行為的微觀機制,本論文研究了0.025Sm-PMN-x PT陶瓷的相結(jié)構(gòu)、介電、壓電和鐵電性能隨溫度的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),（35）f/f

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

正、逆壓電效應(yīng)示意圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖1-2所示。A線為冷卻過程施加偏壓獲得，劃分無序偽立方相（區(qū)域①）和誘導(dǎo)極性相（區(qū)域②、③），在A線以下施加電場，或改變溫度僅僅引起偽立方相可逆的輕微變形；B線為給定電場的下限溫度，當(dāng)高于此溫度時，經(jīng)零場冷卻后得到的凍結(jié)無序相可被極化，冷卻過程施加偏壓后得到的誘導(dǎo)極性相的極性可以反轉(zhuǎn)，同時B線也可以看作是反轉(zhuǎn)感應(yīng)極化所需的矯頑場，其最小為Eth；當(dāng)PMN處于A線和B線之間的區(qū)域②時，則處于極化狀態(tài)。Tdo為零場下的退極化溫度，作為極性相和偽立方相的界限。電場-溫度相圖的繪制，有助于后人進(jìn)一步理解其極化和退極化特性[43-46]。圖1-2電場-溫度相圖示意性地界定了（1）無序偽立方相、（2）誘導(dǎo)可逆3m相和（3）凍結(jié)無序相或（3"）誘導(dǎo)的凍結(jié)3m相的存在，Eth表示電場閾值的最小值[43]Fig.1-2Electricfield-temperaturephasediagramdelimitingschematicallytheexistenceof(1)thedisorderedpseudo-cubicphase,(2)theinducedreversible3mphaseand(3)thefrozendisorderedphaseor(3")theinducedfrozen3mphase.Ethindicatestheminimumofthethresholdfield.2006年，F(xiàn)eng等人在研究相界附近PMN-PT單晶極化后的介電性能和熱激勵退極化電流（thermallystimulateddepolarizationcurrents，TSDC）與溫度的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，極化后的0.76PMN-0.24PT單晶在Td和Tm之間存在放電電流峰值溫度Tdm，由此提出退極化行為包括兩個階段。在升溫過程中宏疇?wèi)B(tài)衰減到微疇?wèi)B(tài)，仍存在取向力，處于偶極子部分定向的微疇?wèi)B(tài)，這使得Td和Tdm之間仍存在宏觀極化強度。在Tdm之上，微疇?wèi)B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榕紭O子全部隨機取向的隨機態(tài)，失去宏觀極化[24]。與之類似，2013年，WookJo等人在研究BNT-BT的弛豫鐵電體電感應(yīng)長程有序鐵電相的溫度穩(wěn)定性時發(fā)現(xiàn)，極

第一章緒論11電場下所表現(xiàn)的非線性特性，使其在實際使用中受到局限。研究施加交流驅(qū)動場對Sm-PMN-PT系列陶瓷的影響，對于理解各種交流驅(qū)動場中的界面（疇壁和/或相位邊界）運動和極化旋轉(zhuǎn)的機理至關(guān)重要，也利于深入了解弛豫鐵電體介電弛豫特性的機制和非線性特性的起源，以更好地應(yīng)用于實際。1.3Sm-PMN-PT弛豫鐵電體1.3.1Sm-PMN-PT的結(jié)構(gòu)1.3.1.1基本結(jié)構(gòu)鐵電體主要可分為ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電體、鎢青銅型結(jié)構(gòu)鐵電體、鉍層結(jié)構(gòu)鐵電體和燒綠石型鐵電體等。其中最典型的是鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電體具有鐵電性的重要原因是A、B位離子的可動性。PMN的晶胞構(gòu)型是典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，圖1-3為ABO3型鈣鈦礦晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中A位離子由Pb2+離子占據(jù)著，位于立方體的8個頂點，B位離子由Mg2+和Nb5+無序地占據(jù)著，位于立方體的體心，O2-離子位于立方體6個面心。PT是一種典型的、具有ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)正常鐵電體，B位離子由Ti4+占據(jù)著。弛豫鐵電體Sm-PMN-PT的結(jié)構(gòu)為ABO3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，Sm3+離子進(jìn)入晶格，占據(jù)Pb2+離子的A位。此時B位離子為Mg2+、Nb5+、Ti4+，宏觀上表現(xiàn)為無序分布。由于各離子的離子半徑不同、電子云之間存在相互排斥等原因使得離子間不會以密堆的方式排列。在電場作用下，B位離子的無序分布使較大的B位離子支撐著晶胞骨架，較小的B位離子有較大的“活動”空間，很容易位移而不會使其氧八面體發(fā)生大的畸變。圖1-3ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-3SchematicdiagramofABO3typeperovskitestructure.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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