大尺寸PMT-PT单晶生长、结构与电学性能

为了探究大尺寸PMT-PT单晶生长、结构与电学性能,本文采用高温溶液法成功生长了大尺寸(7 mm×7 mm×5 mm)钙钛矿型弛豫铁电单晶(1-x)(Pb(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3-xPbTiO_3(PMT-xPT),研究了晶体的成分、结构、介电、压电以及铁电性能。研究结果表明,所生长晶体的为三方相,组分为PMT-30PT。室温下晶体居里温度(T_c)约为53℃,压电常数约为d_(33)=230 pC/N。该晶体在较低的温度下表现出优异的电学性能:介电常数ε_r=3 600,剩余极化强度P_r为25μC·cm~(-2),矫顽场E_c约为9.8 kV·cm~(-1),拓展了铁电材料在低温环境的应用。     

自由边界条件下的温度梯度铁电薄膜的极化性质研究

在平均场近似下,采用横场Ising模型研究自由边界条件下的温度梯度铁电薄膜的极化性质.当温度梯度铁电薄膜采用自由边界条件时,薄膜受热导致晶格沿极化方向膨胀使得赝自旋相互作用系数发生变化,因此,赝自旋相互作用系数应作为坐标的函数.研究表明:考虑赝自旋相互作用系数的变化后,温度梯度铁电薄膜的极化强度和相变温度都较不考虑赝自旋相互作用系数变化的情况有所增加.薄膜始末两赝自旋层的温度比以及薄膜固定端的温度是影响温度梯度铁电薄膜极化性质的两个重要因素.     

Pb(Sc_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3-PbZrO_3陶瓷的介电、压电性能研究

为研究不同含量PbZrO_3(PZ)对Pb(Sc_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3-PbZrO_3(PSN-PMN-PT-PZ)四元弛豫铁电陶瓷的影响,文中通过两步前躯体法制备位于准同型相界中的xPSN-yPMN-zPT-hPZ(x/y/z/h=6/60/33/1,5/58/34/3,5/55/35/5,5/53/35/7)四元弛豫铁电陶瓷.采用X射线衍射仪分析了所制备陶瓷的相结构,通过测定介电常数和温度之间的关系确定了陶瓷的相变温度,利用居里-外斯公式拟合了不同组分陶瓷的弥散相变特性.研究结果表明:所制备的陶瓷试样均为纯的钙钛矿结构.随着PZ含量的增加,PSNPMN-PT-PZ陶瓷居里温度Tc逐渐升高(134~160℃),介电常数降低,相变弥散度也增强;在所有组分中,0.05PSN-0.55PMN-0.35PT-0.05PZ组分表现出良好的综合性能,其居里温度Tc为151℃,压电常数d33为325pC·N-1,机电耦合系数kp为54.34%,最大介电常数εm为7 779,介电损耗tanδ为0.02.     

Sol-Gel法制备BST铁电薄膜及性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3基底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)铁电薄膜。研究了不同退火温度对薄膜结晶性能的影响,并测试了各种BST薄膜的介电性能、铁电性能。实验结果表明经700℃退火处理的BST铁电薄膜具有比较优越的电性能,在测试频率为1 kHz时,700℃退火的BST薄膜的介电常数为384.1,介电损耗为0.018 6,在室温下外加偏压为1 V时,700℃退火的BST薄膜漏电流密度达到6.7×10-8A/cm2,其剩余极化强度和矫顽场分别为4.85μC/cm2和65.2 kV/cm。     

应力对LaAlO3/BaTiO3超晶格结构及性能的影响

采用激光脉冲分子束外延技术,在(100)取向SrTiO3或Nb:SrTiO3单晶基片上成功外延生长不同结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格。利用高能电子衍射技术和X射线衍射技术对LaAlO3/BaTiO3超晶格的生长过程和微结构进行了表征。发现由于LaAlO3和BaTiO3晶格常数的不匹配,在LaAlO3/BaTiO3超晶格中存在应变,该应变又对超晶格的铁电性能具有很大的影响。而不同的结构存在的应变不同,非对称结构的LaAlO3/BaTiO3超晶格的应变随每个周期中LaAlO3层厚度的增加、BaTiO3层厚度的减少而增大,其剩余极化强度不仅未减少,反而增加。     

铁微量掺杂对二钛酸钡陶瓷介电性能的影响

采用常规固相反应法,以碳酸钡、二氧化钛和三氧化二铁为原料,制备微量铁掺杂的二钛酸钡陶瓷,研究了铁掺杂含量对二钛酸钡陶瓷的相纯度、相对密度和介电性能的影响.采用X射线粉末衍射仪检测二钛酸钡陶瓷的相成分,利用精密阻抗分析仪测量其介电性能.结果表明,微量铁元素进入了二钛酸钡晶格,能够获得单相二钛酸钡陶瓷的最大铁掺杂量在0.5%～1%之间.随着铁含量的增加,铁电相变居里温度快速减小,从未掺杂时的415 ℃降至铁含量为0.02%时的376 ℃和铁含量为0.5%时的324 ℃.同时介电常数逐渐减小,介电峰不断发生宽化,但并没有导致弛豫性铁电体的出现.微量铁元素的掺杂在实验测量误差范围内对陶瓷的密度影响不大.     

铌镁酸铅、钛酸铅系材料介电性能研究

本文主要是对Pb(Mg1/3Nb2/3)O3与PbTiO3混合后材料的介电性能作了研究，分析了随着Pb-TiO3含量的增加，材料的介电常数、居里温度的变化并通过测定样品的烧成密度确定材料的烧成制度。     

热拉伸对钛酸钡纳米颗粒掺杂聚偏氟乙烯纤维晶相结构的影响

以钛酸钡(BTO)纳米颗粒掺杂熔融纺丝方法制备钛酸钡/聚偏氟乙烯(BTO/PVDF)纤维,可以显著提升纤维的压电性能,居里温度点附近的热拉伸对提升PVDF纤维结晶度和β晶含量作用显著。采用红外光谱(FTIR)和差示扫描量热(DSC)分析了纤维的结晶度和β晶含量,讨论了不同热拉伸倍数和热拉伸速率对BTO/PVDF纤维晶相结构的影响。结果表明:1w.t%的BTO掺杂能够显著提升PVDF纤维内部的β晶含量;热拉伸倍数对提高纤维结晶度效果最为显著,纤维经过6倍热拉伸β晶含量可达95.9%;较高的拉伸速率能获得更高的结晶度和β晶含量。     

铈掺杂钛酸铋陶瓷铁电与介电性质研究

采用固相烧结工艺制备了铈(Ce)元素掺杂钛酸铋(Bi4Ti3O12)材料构成Bi4Ti3-xCexO12(x=0,0.015,0.03,0.06)铁电陶瓷材料并研究其介电以及铁电性质.晶格常数随着掺杂浓度的变化,意味着Ce4+/Ce3+对A位和B位的掺杂,明显提高了钛酸铋铁电陶瓷剩余极化强度,并且Bi4Ti3-xCexO12铁电陶瓷的介电损耗随温度的变化比一般的B位等电价离子取代的情形更加平缓.     

极化对Bi基压电陶瓷BNT-BKT-BiFeO3介电特性的影响

为了改善无铅压电陶瓷介电性能,采用传统陶瓷制备方法,制备一种新型Bi基钙钛矿型三元系无铅压电陶瓷(1-x-y)BNT-xBKT-yBiFeO3,并研究极化对该体系陶瓷介电性能的影响以及介电性能随频率的变化规律。结果表明：极化后的介电常数和介电损耗低于极化前。极化前的介电常数和介电损耗随BiFeO3含量的增加变化不明显,极化后的介电常数和介电损耗随BiFeO3含量的增加而增加。极化前和极化后的介电常数和介电损耗随BKT含量的增加而增加。介电常数和介电损耗随频率增加分别降低和增加,但降低和增加速率随频率增加而降低。     

低温量子起伏对铁电体介电行为的影响

利用有效场方法，通过零点振动能引入量子起伏，研究了铁电体的介电常数随温度的变化。在量子起伏较大，并且仅在低温区域存在时，体系不具有自发极化强度，但介电常数在有限温度出现一个弥散的峰值。     

烧结温度对BN/Si_3N_4透波材料性能和显微结构的影响

利用无压烧结技术,制备BN/Si_3N_4透波材料;研究了1 400℃、1 500℃、1 600℃和1 680℃四个烧结温度对BN/Si_3N_4透波材料致密化、弯曲强度、介电性能和显微结构的影响。结果表明:温度升高有利于β-Si_3N_4晶相的生成,烧结温度为1 600℃时,BN/Si_3N_4透波材料中针状β-Si_3N_4相和h-BN相并存;随着烧结温度的升高,气孔率单调降低,相对密度单调升高;弯曲强度、断裂韧性、介电常数和介电损耗逐渐增大;当烧结温度为1 600℃时,相对密度为74.2%,弯曲强度和断裂韧性分别为281.3 MPa和2.74 MPa/m~2,介电常数和介电损耗分别为5.01和0.010 2,可以作为航空航天飞行器的候选材料。     

(Li_(0.5)Fe_(0.5))_(0.7-y)Zn_(0.3)C_(oy)Fe_2O_4铁氧体磁性的研究

在Li－Zn铁氧体（Li0.5Fe0.5）0.7ZnFe2O4基础上,用Co2 离子代换其中的（Li Fe3 ）0.5离子,研究了（Li0.5Fe0．5）0.7－yZn0.3CoyFe2O4（y＝0．00;0．005;0．01;0．02;0．03）铁氧体磁性与Co2 离子代换换量y之间的关系,结果表明：随着Co2 离子代换量的增大,晶格常数增大,而气隙率及居里温度减小,当代换量y＜0．005时,饱和磁性极化强度增大。     

铌掺杂Bi3.15Nd0.85Ti3O12陶瓷材料铁电性能

采用高温固相法制备了铌掺杂Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电材料.利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪分析样品物相结构,阻抗分析仪和铁电性能测量仪测试电性能.发现制备的陶瓷材料均为单一的层状钙钛矿结构,反映TiO6八面体内部振动情况的850cm-1处拉曼峰随着Nb掺杂量的增加明显上移,表明:TiO6参与取代过程,Ti4+被具有较小离子半径的Nb5+取代.Nb的引入使样品的介电损耗明显降低,居里温度呈下降趋势.随着Nb掺杂量的增加,材料的剩余极化强度先增大后减小,当x=0.03时2Pr达到极大值19.3μC/cm2,矫顽场为57.5 kV/cm.     

不同下电极对Sol-Gel LiTaO3薄膜性能的影响

用醇盐制备了钽酸锂(LiTaO3)溶胶,分别在Pt、ITO、TiN衬底上旋转涂胶成膜.经快速热退火后,用X射线衍射(XRD)测试了膜的结晶取向,用PLC-100铁电材料分析仪测试膜的铁电特性,用TH2818测试薄膜的介电常数及损耗.结果表明,3种衬底上制备出的薄膜在650℃均可达到充分结晶,薄膜的相对介电常数约160;在10 V时,Pt、ITO、TiN下电极上的剩余极化强度分别为8.42,5.21和5.76μC/cm2;在5V时的漏电分别为2.71×10-7,9.24×10-7和2.19×10-7A/cm2;介电损耗分别为0.02,0.18和0.31.讨论了衬底对薄膜性能影响的原因.     

(Gd_(1-x)R_x)_5Si_4(R=Dy、Ho)磁制冷材料的晶体结构以及居里温度研究

为了探索室温附近温度范围内的磁制冷材料 ,作者研究了 (Gd1 xDyx) 5Si4(x =0 1、0 2、0 3、0 3 5 )和 (Gd1 xHox) 5Si4(x =0 0 5、0 15、0 2 5 )系列合金的晶体结构、居里温度。结果发现 :该系列合金仍保持Gd5Si4的Ge4Sm4正交型结构 ;随着x量的增加 ,样品的晶格常数逐渐减小 ,居里温度TC在 3 40K～ 2 60K连续可调 ,并呈线性减小趋势 ;改变R的含量可以得到单一的居里温度值 ,该值和计算值基本吻合     

Nb和Co掺杂对PZT铁电薄膜电性能的影响

用Sol-Gel法在ITO玻璃衬底上制备了不同比例Nb和Co掺杂的PZT铁电薄膜,薄膜呈以(1 0 1)为首要方向的多晶结构.测试结果表明:Co掺杂的PZT薄膜的剩余极化、矫顽场、介电常数和漏电流密度均大于PZT薄膜的相应值,但在1 mol%到10 mol%Nb掺杂范围内漏电流密度随着Nb掺杂比例的增加而减小,薄膜的剩余极化强度和介电常数也有所减小.     

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.     

A位无序掺杂锰氧化物La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3的微结构和居里温度研究

采用固相反应法制备了A位无序掺杂锰氧化物La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3系列样品;利用Rigaku Dmax-rB 12 kW转靶X-ray衍射仪和振动样品磁强计Lakeshore7300对样品进行表征,并通过Rietveld方法对X-ray衍射谱进行结构精修。讨论了A位掺杂无序度σ2对样品的相、微结构（Mn—O键长、Mn—O—Mn键角等参数）和居里温度的影响。结果表明：随着掺杂浓度x和无序度σ2的增加,样品仍然保持单相性较好的钙钛矿正交结构,晶格常数a,b,c和晶胞体积V没有发生大的变化;Mn—O—Mn键角增加和Mn O键长减小;样品的居里温度下降,但x=0.20时,La2/3-xYxCa1/3-ySryMnO3居里点反而拉伸增大。     

CaCu3Ti3.95Zr0.05O12陶瓷的介电性质研究

CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷具有高介电常数,研究掺杂离子对其结构和性质的影响有助于理解并优化其介电性能。本文利用X射线衍射仪（XRD）研究了CaCu₃Ti_3.95Zr_0.05O₁₂(CCTZ)陶瓷的结构,并利用宽温宽频介电分析仪研究了其在不同温度下介电常数、弛豫、阻抗和电模量等性质。XRD结果表明,5%的Zr能够完全并入到CCTO晶格中;阻抗谱和电模量的分析表明,低温和高温范围内的介电弛豫分别与晶粒和晶界的电学性质密切相关。Zr掺杂造成晶粒激活能增大,而晶界激活能几乎不变。