布里奇曼法(Bridgman)是生長(zhǎng)大尺寸弛豫鐵電單晶的重要方式,但由于地球重力的存在,使得高溫熔體中存在熱對(duì)流,很難保證邊界層的穩(wěn)定性,生長(zhǎng)出來的晶體存在成分不均勻現(xiàn)象,缺陷較多,各項(xiàng)性能較低。由于直流靜磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電熔體中的對(duì)流有抑制作用,本文在積累前人經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合自身課題的基礎(chǔ)上,自行設(shè)計(jì)并搭建了一套外加C型橫向磁場(chǎng)的Bridgman縮腰式單晶生長(zhǎng)爐,用于減少弛豫鐵電單晶生長(zhǎng)過程中的成分偏析現(xiàn)象;采用高溫溶液法生長(zhǎng)了稀土摻雜的PZN-9PT單晶,對(duì)晶體的性能進(jìn)行了研究,為后續(xù)在磁場(chǎng)下采用布里奇曼法生長(zhǎng)PZN-9PT單晶的工藝參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。為了能夠有效地提高磁場(chǎng)強(qiáng)度,設(shè)計(jì)并搭建了縮腰式Bridgman單晶爐,外形尺寸為740 mm×500 mm×745 mm;單晶爐采用全硅鉬棒的加熱方式,用含鋯的1460和1260型耐火纖維以及多晶莫來石搭配氧化鋁空心球耐火磚做爐體的保溫層和耐火層,可以在減小爐體體積的同時(shí)提升單晶爐的保溫性能。通過多次升溫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單晶爐可提供0℃-1400℃的高溫環(huán)境,能夠滿足實(shí)際使用要求。設(shè)計(jì)了 C型直流靜磁場(chǎng)裝置(即電磁鐵),用DT4E電工純鐵材質(zhì)的磁芯、DT...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 晶體常用的生長(zhǎng)方法及熔體對(duì)流分類
        1.1.1 晶體的常用生長(zhǎng)方法
        1.1.2 熔體對(duì)流的分類
    1.2 抑制熔體對(duì)流的方法
        1.2.1 微重力
        1.2.2 溫場(chǎng)調(diào)控
        1.2.3 外加磁場(chǎng)
    1.3 外加磁場(chǎng)類型及其應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.1 外加磁場(chǎng)的類型
        1.3.2 磁場(chǎng)拉晶的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況
    1.4 磁場(chǎng)晶體生長(zhǎng)爐應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 摻雜PZN-9PT晶體的研究現(xiàn)狀
    1.6 課題研究意義和研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 課題研究意義
        1.6.2 課題研究?jī)?nèi)容
2 縮腰式Bridgman晶體生長(zhǎng)爐設(shè)計(jì)搭建
    2.1 晶體生長(zhǎng)爐的設(shè)計(jì)
        2.1.1 設(shè)計(jì)要求
        2.1.2 設(shè)計(jì)思路
        2.1.3 設(shè)計(jì)方案
        2.1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容
    2.2 單晶爐爐體搭建
        2.2.1 搭建內(nèi)容
        2.2.2 搭建結(jié)果
    2.3 小結(jié)
3 C型橫向磁場(chǎng)設(shè)計(jì)
    3.1 磁場(chǎng)設(shè)計(jì)
        3.1.1 磁場(chǎng)抑制對(duì)流的原理
        3.1.2 磁場(chǎng)設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容
    3.2 磁路計(jì)算
        3.2.1 計(jì)算內(nèi)容及方法
        3.2.2 數(shù)據(jù)整理
    3.3 小結(jié)
4 基于ANSYS Maxwell軟件的磁場(chǎng)模擬
    4.1 仿真過程
        4.1.1 啟動(dòng)軟件并保存新工程
        4.1.2 選擇求解類型
        4.1.3 設(shè)置模型求解單位
        4.1.4 創(chuàng)建模型
        4.1.5 創(chuàng)建計(jì)算區(qū)域和激勵(lì)電流加載面
        4.1.6 設(shè)置計(jì)算參數(shù)和自適應(yīng)計(jì)算參數(shù)
        4.1.7 Calculator計(jì)算器的使用
        4.1.8 磁暈及磁感線模擬器的使用
        4.1.9 檢驗(yàn)并運(yùn)行程序
    4.2 仿真結(jié)果及后處理分析
        4.2.1 仿真結(jié)果
        4.2.2 仿真后處理及數(shù)據(jù)分析
    4.3 小結(jié)
5 Er/Nd和 Nd/Gd摻雜PZN-9PT晶體的生長(zhǎng)及其性能表征
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及生長(zhǎng)工藝
    5.3 晶體形貌與相結(jié)構(gòu)
        5.3.1 晶體形貌
        5.3.2 晶體的相結(jié)構(gòu)
    5.4 晶體的電學(xué)性能
        5.4.1 晶體的介電溫譜
        5.4.2 晶體的介電頻譜
        5.4.3 晶體的電滯回線
    5.5 晶體的光學(xué)性能
        5.5.1 晶體的紫外-可見-近紅外吸收?qǐng)D譜
        5.5.2 晶體的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光特性
    5.6 晶體的磁學(xué)性能
    5.7 小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3819277