弛豫鐵電體PMNT陶瓷的制備與回線動力學標度研究.pdf

1、弛豫鐵電體(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMNT(1-x/x)）具有優(yōu)異的壓電、電光、熱釋電性能，在壓電驅(qū)動器、超聲換能器、電光器件、紅外探測器方面有著誘人的應用前景。本文改進了傳統(tǒng)的溶膠-凝膠工藝，以水為溶劑，檸檬酸為螯合劑，有機/無機鹽為原料，合成了純鈣鈦礦型PMNT粉體并無壓燒結制備了PMNT陶瓷。研究了粉體合成方法、Pb過量程度、燒結工藝對PMNT粉體和陶瓷的結構與性能的影響。并進一步研究了不同組分

2、的PMNT陶瓷和不同溫度下PMNT(67/33)陶瓷的回線動力學標度關系。
　　 適當?shù)腜b過量可以提高PMNT粉體中的鈣鈦礦相含量，增強PMNT陶瓷的電學性能。其中，Pb過量5mol％時，最容易得到純鈣鈦礦型PMNT粉體；Pb過量2niol％時，PMNT陶瓷的顯微結構均勻，鐵電、介電、壓電性能最好。當Pb過量太多(＞10mol％)時，PMNT粉體中焦綠石相的含量增加，陶瓷的顯微結構惡化，電學性能嚴重降低。氧氣氛退火可以改善PM

3、NT陶瓷的顯微結構，降低漏電流，顯著提高其電學性能。用改進的PUND五脈沖方法有效的排除了電容、電阻效應對電滯回線的影響，得到了反映鐵電疇真實極化翻轉(zhuǎn)過程的電滯回線。
　　 室溫回線動力學標度結果表明：低電場幅值（E0）下，PMNT(67/33)陶瓷中鐵電疇極化翻轉(zhuǎn)的特征時間τe隨E0的增大而減小，高E0下，τe為一恒定值～0.0056s。當PbTiO3含量的減少時，τe逐漸減小。PMNT(67/33)陶瓷中鐵電疇的極化翻轉(zhuǎn)在低

4、E0時對E0的敏感度高，在高E0時對電場頻率(f)的響應速度快。變溫回線動力學標度結果表明：隨溫度的升高PMNT(67/33)陶瓷中鐵電疇的極化翻轉(zhuǎn)對E0和f的依賴性逐漸增強。不同組分PMNT(1-x/x)陶瓷的回線動力學標度結果表明：準同型相界組分以下(x＜0.35)，隨PbTiO3含量的增加，PMNT鐵電疇的極化翻轉(zhuǎn)對f的依賴性減弱，對E0的依賴性增強。
　　 此外，用透射電鏡研究了在LaAlO3襯底上外延生長的鈣鈦礦型薄膜

5、的顯微結構。在YBa2Cu3O7/La0.7Ca0.3MnO3(YBCO/LCMO)雙層膜中，LCMO層呈柱狀晶生長，[100]c、[010]c和[001]c取向疇共存；YBCO層的晶格有-2.5°～+2.5°的傾斜。LCMO/YBCO雙層膜中靠近襯底表面的YBCO薄膜由c軸取向的島狀晶組成，上部的YBCO則為a軸取向；LCMO層主要為[001]c取向。在Ba0.3Sr0.7TiO3外延薄膜中觀察到了三種類型的分解失配位錯。每個分解失配