無鉛單晶KLTN橫向長度振動模式壓電性能研究.pdf

1、鐵電壓電材料因其優(yōu)異的性能在軍事、醫(yī)學(xué)、通訊等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。目前使用的鐵電壓電材料主要以傳統(tǒng)的鋯鈦酸鉛陶瓷為主，但它的含鉛重量達到60％以上。近年來，鉛由于其毒性已經(jīng)被很多材料研究及商業(yè)應(yīng)用排除在外，更多的關(guān)注投向了無鉛壓電材料。在眾多的無鉛材料中，鈮酸鉀鈉（簡稱KNN）表現(xiàn)出較高的鐵電壓電性能。目前，KNN基鐵電壓電材料的研究主要集中于陶瓷材料，而對于KNN基鐵電壓電單晶的研究報道很少。鐵電單晶的結(jié)構(gòu)比陶瓷簡單，便于進行隨晶

2、體取向變化物理機理的研究；更為重要的是，鐵電單晶的介電、壓電、機電耦合、鐵電等性能都遠遠超出同組分的陶瓷材料，因此對無鉛鐵電單晶的研究具有學(xué)術(shù)和應(yīng)用的雙重意義。
　　本文以鉭鈮酸鉀鋰晶體作為研究對象開展系統(tǒng)研究。先進行了鉭鈮酸鉀鋰晶體的生長和樣品制備，然后對它的介電溫譜、壓電參數(shù)和電滯回線等進行了研究：⑴采用頂部籽晶法生長了鉭鈮酸鉀鋰晶體，然后經(jīng)過定向、切割、研磨、鍍制電極以及單疇化處理進行了壓電振子的制備；⑵對鉭鈮酸鉀鋰晶體的介

3、電溫譜進行了測定，得到其居里溫度和四方正交鐵電相變溫度，并對馳豫特性進行了定性分析和定量的分析，得到了鉭鈮酸鉀鋰晶體的馳豫因子及變化規(guī)律；⑶對鉭鈮酸鉀鋰晶體的橫向長度伸縮振動模式壓電參數(shù)進行了理論推導(dǎo)和實驗測試，得到橫向長度伸縮振動模式、厚度振動模式的壓電常數(shù)和機電耦合系數(shù)；對鉭鈮酸鉀鋰晶體的電滯回線進行了測定，得到矯頑場、剩余極化強度以及最大極化強度，并對結(jié)果與其他無鉛鐵電壓電材料的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了對比和分析。各項性能指標都優(yōu)于已有的材