自1972年Haertling等人在美國(guó)桑迪亞國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用熱壓燒結(jié)工藝首次制得了鋯鈦酸鉛鑭（簡(jiǎn)記為PLZT）電光陶瓷以來(lái),除了一般鐵電材料所具有的鐵電、壓電及熱釋電等性能外,其獨(dú)特的電光效應(yīng)便逐漸為我們所熟知,尤其是電控光散射效應(yīng),即在外電場(chǎng)調(diào)控下,通過(guò)樣品的入射光發(fā)生強(qiáng)的散射,以實(shí)現(xiàn)對(duì)光的調(diào)制,使得PLZT更廣泛地應(yīng)用于圖像儲(chǔ)存和顯示器件等方面,更有望應(yīng)用于偏振無(wú)關(guān)的高速光調(diào)制器中。PLZT電光陶瓷的電控光散射效應(yīng)與材料的晶粒大小、實(shí)驗(yàn)工藝及內(nèi)應(yīng)力息息相關(guān),但囿于陶瓷制備工藝的限制,導(dǎo)致材料性能欠缺,因此本論文通過(guò)對(duì)材料進(jìn)行晶種摻雜及成品的退火處理,調(diào)控材料晶粒尺寸,改善材料性能。采用sol-gel化學(xué)法制備了化學(xué)活性好、均勻細(xì)顆粒的PLZT晶種,XRD顯示為鈣鈦礦結(jié)構(gòu),并在陶瓷粉體中預(yù)置該晶種,以促進(jìn)晶粒在燒結(jié)過(guò)程中長(zhǎng)大。采用通氧熱壓燒結(jié)工藝,制備了致密化結(jié)構(gòu)均勻的PLZT（8/68/32）電光陶瓷樣品,系統(tǒng)研究了晶種摻雜含量（0%、5%、10%及15%）對(duì)材料的相貌結(jié)構(gòu)及各性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):在燒結(jié)過(guò)程中,各樣品均形成了穩(wěn)定的鈣鈦礦結(jié)構(gòu),是典型的立方相結(jié)構(gòu),且隨著晶種摻雜... 

【文章來(lái)源】：上海師范大學(xué)上海市

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鈣鈦礦材料的晶胞結(jié)構(gòu)

圖 1.1 弛豫鐵電體（0.93PMN-0.07PT）在 1kHz,10kHz 和 100kHz，普通鐵電體Ba（TiO3）在 1kHz，BaTiO3-Y5V 電容器的典型介電特性Fig 1.1 Dielectric property of relaxor （0.93PMN-0.07PT）at 1kHz,10kHz and100kHz, ferroelectric Ba（TiO3）at 1kHz respectively1.2.2 PLZT 電光陶瓷的結(jié)構(gòu)PLZT 電光陶瓷是一種典型的鉛基復(fù)合鈣鈦礦弛豫[15]（即 ABO3）型材料 ,其公認(rèn)的化學(xué)組成式為：Pb1-xLax(ZryTiz)1-x/4O3，(簡(jiǎn)稱 PLZT)。其中 La、Zr、Ti 的成分可用 X/Y/Z 表示，x 可在 0.01—0.30 之間變化，y+z=1。例如 8/68/32，表示為材料化學(xué)組成為 Pb0.92La0.08(Zr0.68Ti0.32)0.98O3的陶瓷，由此化學(xué)式可以看出，在ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，Pb2+和 La3+全部填滿 A 位置，為了使正、負(fù)離子電價(jià)數(shù)平衡，由 B 位置（Zr,Ti）產(chǎn)生空位來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。因此，每加入 4 個(gè)原子的 La，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè) B 位置的（Zr,Ti）空位。

整個(gè)晶體也可以看成是由氧八面體共頂點(diǎn)連接形成的，如圖 1）所示，中心為 B 位離子占據(jù)，各氧八面體之間的空隙由 A 位離子占據(jù)，子和 B 位離子的配位數(shù)分別為 12 和 6。圖 1.3 所示為 PLZT 固溶體的室溫相圖[20-25]。從相圖中我們可以看出：）La 的加入量對(duì)于各體系晶相變化的影響很大，La 含量的微小變化就可以系統(tǒng)晶相的質(zhì)變。當(dāng) La 加入的含量在 30 以上時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)在室溫下完全鐵電性，都處于立方順電相，與鋯鈦比值無(wú)關(guān)。（2）在 Zr 含量較高處，左端，整個(gè)體系為“混合相”，范圍從 PbZrO3純組分到鋯鈦比值為 90/10，經(jīng)鑒定，混合相為 PbZrO3和 La2Zr2O7的混合物。（3）鐵電三方相與鐵方相的準(zhǔn)同型相界（MPB）不是十分分明的，在此范圍內(nèi)，X 射線分析表相是共存的。由于鐵電三方相有 8 個(gè)可能的極化方向，鐵電四方相有六個(gè)的極化方向，因此在 MPB 附近的材料就具有 14 個(gè)可能的極化方向。（4）電-立方相-反鐵電與鐵電相之間，存在一個(gè)有一定寬度的過(guò)度區(qū)域，這個(gè)的精確性質(zhì)至今還未研究清楚，但可以認(rèn)為是由于微觀尺度上的化學(xué)局部引起的兩相混合的過(guò)渡狀態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鏑摻雜鋯鈦酸鉛鑭透明陶瓷的結(jié)構(gòu)和電光性能[J]. 何夕云,張勇,鄭鑫森,仇萍蓀.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2009(06)



本文編號(hào)：3523212