21865.鈦酸鉍鈉基無鉛鐵電材料的電疇及疲勞性質(zhì)研究

1、學(xué)校代碼：10270分類號：O469學(xué)號：122200723碩士學(xué)位論文鈦酸鉍鈉基無鉛鐵電材料的電疇及疲勞性質(zhì)研究學(xué)院：數(shù)理學(xué)院專業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：鐵電與壓電材料研究生姓名：田承越指導(dǎo)教師：王飛飛副教授完成日期：2015年4月上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I論文題目：論文題目：鈦酸鉍鈉基無鉛鐵電材料的電疇及疲勞性質(zhì)研究學(xué)科專業(yè)：學(xué)科專業(yè)：凝聚態(tài)物理學(xué)位申請人：學(xué)位申請人：田承越導(dǎo)師：導(dǎo)師：王飛飛副教授摘要摘要以(1x)Bi0.5Na

2、0.5TiO3xBaTiO3（BNTBT）為代表的環(huán)境友好型無鉛鐵電材料，在準(zhǔn)同型相界（MphotropicPhaseBoundaryMPB）附近顯示出優(yōu)良的壓電與機電耦合性能，但與傳統(tǒng)的鉛基材料相比仍有差距，如何進一步提升其壓電及機電耦合響應(yīng)吸引了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。鐵電材料的電疇結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律直接關(guān)系到材料的性能與器件應(yīng)用，對鐵電疇的研究是深入了解材料微觀性質(zhì)、從而進一步提升其機電耦合響應(yīng)的有效途徑。另一方面，以BNTBT為

3、代表的無鉛鐵電材料在多次極化反轉(zhuǎn)過程中，與傳統(tǒng)的鉛基材料相似，存在比較嚴(yán)重的疲勞現(xiàn)象，阻礙其在壓電器件上的使用，研究和開發(fā)兼有高壓電性能及優(yōu)良電學(xué)性能穩(wěn)定的無鉛體系具有重要意義。在前期的研究工作中，通過組分與MPB的設(shè)計獲得了具有高場致應(yīng)變的三元無鉛體系(0.935x)Bi0.5Na0.5TiO30.065BaTiO3xSrTiO3（BNBSTx），本論文擬在此基礎(chǔ)上，通過研究其電疇結(jié)構(gòu)隨組分、溫度、電場等條件的變化規(guī)律，進一步探索其高

4、應(yīng)變響應(yīng)的物理機制，為新型無鉛鐵電與壓電材料的設(shè)計提供指導(dǎo)，并研究了該體系在外界單雙向電場下的疲勞性質(zhì)。具體研究結(jié)果如下：1.通過對具有高電致應(yīng)變BNSBTx體系電疇結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)隨SrTiO3(ST)含量的增加，其電疇結(jié)構(gòu)從典型的鐵電多疇狀態(tài)向非鐵電狀態(tài)轉(zhuǎn)變。隨溫度的升高，BNBSTx各組分的壓電響應(yīng)中電疇結(jié)構(gòu)逐漸變模糊并消失，并且電疇結(jié)構(gòu)消失對應(yīng)的臨界溫度隨組分增加而降低。2.通過對BNBSTx體系原位極化研究發(fā)現(xiàn)，在ST含量較低