撓曲電效應(yīng)是指一種由應(yīng)變梯度誘導(dǎo)產(chǎn)生電極化的效應(yīng),具有不受晶體對(duì)稱(chēng)性的限制和顯著的尺寸效應(yīng)(尺寸越小應(yīng)變梯度越大)等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于微納驅(qū)動(dòng)和傳感等領(lǐng)域。然而,目前對(duì)于撓曲電材料結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的研究在手段和內(nèi)容上均相當(dāng)匱乏,嚴(yán)重制約了撓曲電材料的器件化。本論文從撓曲電材料和器件的服役性能出發(fā),系統(tǒng)研究了鐵電陶瓷中撓曲電效應(yīng)的疲勞與老化行為及其機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論有:選取ABO3型鈣鈦礦典型材料K0.5Na0.5NbO3(KNN)和BaTiO3(BTO)等鐵電陶瓷為研究對(duì)象,并以量子順電材料SrTiO3(STO)作為對(duì)照,對(duì)B位元素進(jìn)行變價(jià)摻雜,實(shí)現(xiàn)了對(duì)上述材料氧空位濃度的調(diào)控,通過(guò)深入總結(jié)材料在受到持續(xù)彎曲振動(dòng)下的性能變化現(xiàn)象(撓曲電疲勞老化),以及材料的撓曲電系數(shù)與振動(dòng)周期、振動(dòng)時(shí)間、振動(dòng)頻率的依賴(lài)關(guān)系,并對(duì)比材料的鐵電性和介電性的疲勞老化規(guī)律,得出以下結(jié)論:1、變價(jià)摻雜的KNN和BTO鐵電陶瓷的撓曲電系數(shù)隨振動(dòng)周期數(shù)和老化時(shí)間的增加而下降,且下降規(guī)律與鐵電性、介電性的疲勞老化規(guī)律一致,均可用指數(shù)衰減函數(shù)擬合,證明鐵電陶瓷的撓曲電老化(疲勞)與材料的缺陷結(jié)構(gòu)(氧空位)密切相...

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

本文編號(hào)：3882339