發(fā)布時間：2021-07-26 14:30

　　面對鉛污染環(huán)境的問題以及世界各國禁止使用含鉛材料的法律法規(guī),研制出能夠替代PZT體系壓電材料的高性能無鉛材料已成為一項迫切、重要的課題。Na_0.5Bi_0.5TiO₃-BaTiO₃（NBT）基壓電材料具有良好的溫度穩(wěn)定性、可調(diào)控的壓電性能、較大的剩余極化強度等優(yōu)點,在未來有希望代替含鉛壓電材料。但目前NBT基壓電陶瓷的電學(xué)性能與商用鉛基壓電陶瓷相比仍差距很大,陶瓷織構(gòu)化是通過剪裁晶向有效提升陶瓷電學(xué)性能的工藝方法。本論文以0.94Na_0.5Bi_0.5TiO₃-BaTiO₃-0.06BaTiO₃（NBT-BT）為研究對象,研究了織構(gòu)用片狀模板的局部化學(xué)微晶轉(zhuǎn)化制備歷程,采用模板晶粒生長法合成出了晶粒沿[00l]方向生長、具有高織構(gòu)度的織構(gòu)陶瓷,并且對陶瓷樣品的織構(gòu)度對各項電學(xué)性能產(chǎn)生的影響進行了詳細探究。具體如下:首先,本論文采用熔鹽法制備Na_0.5Bi_4.5

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電介質(zhì)材料與鐵電材料關(guān)系示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士畢業(yè)論文-2-方向時，將在極化表面形成電荷，此時m與j為3，公式如下：(1-2)式1-2中的d33被稱為壓電常數(shù)，是壓電材料非常重要的電學(xué)參數(shù)之一。壓電常數(shù)的大小能夠直觀的反映材料電能與機械能耦合效應(yīng)的強弱。對于一般的壓電材料，壓電常數(shù)越大說明材料電能與機械能的耦合效應(yīng)越強。實驗中測量材料的壓電常數(shù)會首先對壓電材料進行極化，隨后使用準(zhǔn)靜態(tài)測量法沿極化方向測量壓電材料的壓電常數(shù)。圖1-1壓電效應(yīng)宏觀機理示意圖1.2.2鐵電效應(yīng)壓電材料屬于電介質(zhì)材料中的一類。電介質(zhì)材料指的是一種在外加電場下具有極化能力并且能夠長期保持電場的物質(zhì)。電介質(zhì)材料的種類千差萬別，包含范圍很廣。電介質(zhì)材料中有一部分具有壓電性，是壓電材料；壓電材料中有一部分具有熱釋電性，是熱釋電材料；而熱釋電材料中一部分具有鐵電性，是鐵電材料[2]。這幾類材料的關(guān)系如圖1-2所示。圖1-2電介質(zhì)材料與鐵電材料關(guān)系示意圖鐵電材料的一個重要特征是擁有自發(fā)極化，并且自發(fā)極化的效果隨外加電

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士畢業(yè)論文-3-場的變化而變化。當(dāng)對一鐵電材料施加交變電場便可得到電滯回線，如圖1-3所示。圖1-3電滯回線示意圖圖1-3給出了這種材料在電場下的電滯回線�？梢钥闯�，隨著E從0不斷增大，材料的極化強度P也在變大，但變化的速度越來越小，最終趨于平穩(wěn)。此時電滯回線存在著一個飽和值Ps，極化強度達到Ps后的材料已趨于最大飽和，極化強度幾乎不會繼續(xù)增大，P和E滿足一種非線性關(guān)系。當(dāng)外電場E為0時，材料仍然存在著一定的極化強度，這被稱為剩余極化強度Pr。若想使材料的極化強度歸0需向材料施加一反向電場Ec，這一反向電場被稱為矯頑常1.2.3壓電陶瓷的發(fā)展歷程壓電材料迄今已有100多年的研究歷史，是一種研究跨度很廣的領(lǐng)域。壓電效應(yīng)最早報道于19世紀(jì)80年代，由皮埃爾.居里和雅克.居里兩位科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)[3,4]。壓電效應(yīng)一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，它神奇的現(xiàn)象便引起了研究者極大的興趣與廣泛的關(guān)注。隨后，物理學(xué)家李普曼深入研究了壓電材料的壓電機理并提出了逆壓電效應(yīng)。伴隨著理論研究的不斷深入，壓電材料的應(yīng)用也有了飛快的進展。1916年，物理學(xué)家郎之萬在研究石英晶體時發(fā)現(xiàn)它能夠?qū)C械能與電能進行轉(zhuǎn)換，并利用這一原理制備了最早的石英晶體換能器，這是首個壓電材料器件。這些早期對于壓電材料的探索為壓電材料在當(dāng)今信息化社會的廣泛應(yīng)用打下了基矗20世紀(jì)40年代，研究者們發(fā)現(xiàn)了一種新型壓電材料，鈦酸鋇(BaTiO3，BT)。BaTiO3壓電材料的發(fā)現(xiàn)引起了人們廣泛的關(guān)注，這是因為BaTiO3壓電材料與石英相比具有很高的壓電常數(shù)，使其比石英晶體更適宜用作靈敏傳感器。后來，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]熔鹽法合成晶體的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 李月明,黃丹,廖潤華,王進松.  陶瓷學(xué)報. 2008(02)

碩士論文
[1]氧化鋁基織構(gòu)陶瓷的模板定向生長及力學(xué)性能研究[D]. 張敏敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2](Ba0.95Ca0.05)(Ti0.94Sn0.06)O3無鉛壓電陶瓷的模板籽晶定向織構(gòu)和電學(xué)性能研究[D]. 孫媛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3303742