高溫壓電晶體YXGd1-XCa4O(BO3)3的提拉法生長及其性能研究.pdf

1、分類號：0782.04密級：UDC：540學(xué)校代碼：11065碩士學(xué)位論文高溫壓電晶體高溫壓電晶體YXGd1XCa4O(BO3)3的提的提拉法拉法生長及其性能研究生長及其性能研究楊利廷指導(dǎo)教師滕冰教授學(xué)科專業(yè)名稱物理學(xué)論文答辯日期2016年6月4日I摘要高溫壓電材料在航空航天、石油探測、汽車工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文圍繞著高溫壓電晶體YxGd1XCa4O(BO3)3(縮寫為YxGd1XCOB)晶體的提拉法生長及其性能的研究展開工作

2、。利用提拉法生長YxGd1XCOB晶體。并對晶體的介電性質(zhì)、壓電性質(zhì)、熱膨脹性能進(jìn)行了研究，論文中介紹的主要工作和結(jié)果如下：(1)利用固相法制備了提拉法生長晶體的原料，根據(jù)衍射圖譜計算出YCa4O(BO3)3（縮寫為YCOB）晶體的晶胞參數(shù)為a=8.07，b=16.01，c=3.524及β=101.16o并與標(biāo)準(zhǔn)YCOB晶胞參數(shù)a=8.077，b=16.02，c=3.534及β=101.19o比較。利用西安百瑞科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的PE

3、RI400P型單晶爐，提拉生長了YxGd1XCOB晶體。采用D8Advance型x射線粉末衍射儀（Cu靶，λ=0.15406nm），測試范圍為2θ=070o，掃描速度為1omin，測試了XRD粉末衍射與YCOB晶體標(biāo)準(zhǔn)PDF卡比較，發(fā)現(xiàn)峰的位置和強(qiáng)度一致，說明生長的YxGd1XCOB晶體的晶體結(jié)構(gòu)與YCOB晶體的結(jié)構(gòu)相同。計算得到Y(jié)0.145Gd0.855Ca4O(BO3)3（縮寫為Y0.145Gd0.855COB）晶體的晶胞參數(shù)為a=

4、8.088，b=16.026，c=3.548及β=101.34o，與YCOB晶體的晶胞參數(shù)（a=8.077，b=16.02，c=3.534及β=101.19o），GdCa4O(BO3)3（縮寫為GdCOB）晶體的晶胞參數(shù)（a=8.104，b=16.03，c=3.558及β=101.25o）相比較。分析了晶體中的缺陷類型，利用腐蝕法觀察到了位錯露頭，利用同步輻射白光形貌術(shù)觀察到了晶界。(2)利用電橋法對Y0.145Gd0.855COB晶體

5、的樣品沿著x軸，y軸，z軸測量相對介電常數(shù)，電場頻率為10KHz，電壓為1V，溫度范圍為30℃600℃，升溫速率為5℃min。研究了Y0.145Gd0.855COB晶體的介電常數(shù)隨溫度的變化。并且Y0.145Gd0.855COB晶體的各個相對壓電常數(shù)都與YCOB晶體和GdCOB晶體相比較，Y0.145Gd0.855COB晶體介電常數(shù)比較大，介電損耗0.1%，表現(xiàn)出良好的介電性能。同時測量了Y0.145Gd0.855COB晶體的介電損耗，

6、在30℃時，測得Y0.145Gd0.855COB晶體的介電損耗分別為tanδ11=0.034%，tanδ22=0.046%，tanδ33=0.03%。Y0.145Gd0.855COB晶體介電損耗較小。(3)對生長得到的Y0.145Gd0.855COB晶體進(jìn)行加工，取出ZX切型的樣品。對晶體的壓電系數(shù)d26進(jìn)行了測量，測量結(jié)果為d26=9pCN，介于YCOB晶體壓電系數(shù)d26=7.86pCN和GdCOB晶體壓電系數(shù)d26=11.5pCN之