铁电陶瓷中电畴翻转研究进展

电畴为铁电陶瓷固有的独特微观组织特征之一,铁电陶瓷的许多性能均与其密切有关.综述了铁电陶瓷中的电畴结构,系统介绍了电场、机械作用引起的电畴翻转,概述了电畴翻转对铁电陶瓷断裂韧性的影响及其研究进展.     

扫描探针显微镜研究弛豫铁电体电畴生长

本文研究了典型弛豫铁电陶瓷0．9PMN－0．1PT中的电畴生长过程．用扫描探针显微镜的轻敲模式和抬举模式对驰豫铁电陶瓷的表面形貌和电场力像进行了观察．结果表明,在施加不同针尖电压（0．05、0．5、1V）的情况下,能够诱导材料中纳米尺度极化微区通过沿＜111＞方向180°反转,从而形成亚微米尺度电畴．     

PZT压电陶瓷的微观结构研究及能带计算

用固相反应烧结法制备了纯相ＰＺＴ及掺Ｌａ＾３＋、Ｎｂ＾５＋的ＰＺＴ压电陶瓷片，利用计算机程序ＰＯＷＤ１２模拟出了样品的空间位置，从理论上说明了样品在居里点以下具有压电性能。用ＸＰＳ现代测试手段分析了样品中电子的分布情况。根据固体物理中的能带论，用量子化学方法计算了ＰＺＴ压电陶瓷的带结构，理论计算与ＸＰＳ测试吻合较好。     

PZT基陶瓷铁电—反铁电相界处各向异性的研究

本文研究了两个以ＰＺＴ陶瓷为基的系统：ＰＺＴ（Ｎｂ）和ＰＳＺＴ陶瓷在铁电－反铁电相界区域的压电和机电耦合等性能。结果表明，ＰＺＴ基陶瓷在该相界处具有高Ｋｔ和低Ｋｐ的性质。压电和机电耦合各向异性也比准同型相界要高，│ｄ３３／ｄ３１│〉５．５，Ｋｔ／Ｋｐ〉３．０。借助于电场诱导ＡＦ→Ｆ相变和反铁电双子晶格间的强耦合作用，对此现象作了较好解释。     

铁电薄膜纳米尺度畴分布及其生长机制

用溶胶-凝胶的方法制得(111)取向的PZT铁电薄膜,并喷涂于Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式纳米级分辨率地观察到了几乎等间距或中间间距大于两侧的条状畴结构.这主要与晶粒和衬底间的应力应变有关.从这畴结构我们提出铁电畴形核和生长速率模型.其基本过程如下(1)由于薄膜和底电极间周期性的结构和成分起伏,致使畴结构在此相连处形核.(2)铁电畴横向生长至相临畴相遇,纵向生长至薄膜上表面.(3)在随后的过程中,由于单个畴间的能量差异致使横向生长再次启动.这些过程是连续的,难以正确的区分.     

改性PZT陶瓷的大场诱应变效应

研究了改性锆钛酸铅（ＰＺＴ）陶瓷材料的场诱应变性能与组成的变化关系。结果表明，材料组成选取既位于９０°畴成份占较大比例的菱方相，且处于机电耦合特性较强的相界处，同时采用适量的等价离子Ａ位取代以及适量的Ａ位和Ｂ位施主掺杂，有利于实现大场诱应变小滞后特性。     

PZT压电陶瓷表面局部化学镀铜-镉合金

研究了PZT压电陶瓷表面局部化学镀覆Cu-Cd合金电极的新工艺、新型活化钯液及其简单活化操作,测定了镀层的主要性能。     

关于PZT压电陶瓷低温活化烧结的研究进展

从原料制备、烧结助剂、烧结工艺等方面详细介绍了促进PZT压电陶瓷低温活化烧结的方法,分析了晶体缺陷促进活化烧结的原理,并简要说明了烧结技术的发展方向.指出,在材料制备与应用的过程中,缺陷的生成对研究活化烧结工艺、降低制造成本以及制备性能优良的PZT压电陶瓷都具有重要的意义.     

PZN—PT—PZT陶瓷的压电—铁电性能研究

将位于同型相界附近的固溶体系９．９１ＰＺＮ－０．０９ＰＴ作为一个组元,与同样位于准同上界的另一个组元Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）复合形成新的压电陶瓷体系（１－ｘ）（０．９１ＰＺＮ－０．０９ＰＴ）－ｘＰｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ３,实验结果表明新体第具有更好的压电,介电性能,对样品退火处理后,发现压电,介电性能有较大提高,Ｋｐ最高达到７３％,ｄ３３最高达到５７０ｐｃ／Ｎ。     

PZT压电陶瓷制备中的几个问题

影响PZT压电陶瓷质量的主要因素有粉体团聚、化学计量及老化等.本文对这些问题产生的原因,解决这些问题所进行的研究以及采取的措施进行了论述,并对PZT压电陶瓷的发展提出了几点建议.     

BaTiO3铁电陶瓷的应力腐蚀

研究了BaTiO3铁电陶瓷在恒载荷下的应力腐蚀,环境分别为湿空气、水、硅油和甲酰胺.结果表明,BaTiO3铁电陶瓷在湿空气、硅油、水和甲酰胺中都能发生应力腐蚀,其本质是介质分子吸附降低表面能.在空气中的瞬时断裂为穿晶断裂,滞后断裂大部分为穿晶断裂,局部为沿晶断裂.在这四种环境中,归一化应力腐蚀门槛应力强度因子分别为KIsCC/KIC=0.78(空气),0.63(水),0.66(硅油)和0.82(甲酰胺),其断裂韧性为KIC=1.29±0.14 MPa·m1/2.     

PZT的制备及其微观结构分析

PZT(Pb(ZrxTi(1-x)O3)是一种典型的三方-四方钙钛矿结构的铁电陶瓷，其微观结构对材料的铁电性能有很大的影响．我们用粉末烧结法制备PZT，对纯相PT(PbTiO3)和PZ(PbZrO3)的工艺进行研究．用X射线衍射仪对不同工艺条件制备的PZT，PT及PZ进行了结构分析．认为在使用Pb3O4作原料时并不需要文献[田长生，许建军，方晓华．烧结温度对0．85PZN-0．10BT-0．05PT陶瓷相结构的影响[J]．功能材料，1995，26(增刊)：358-359；杨祖陪，高峰，周欣山等．含铅弛豫铁电陶瓷的制备技术[J]．功能材料，1998，29(增刊)：533-535]所报道的需使反应处于富铅状态；计算分析还表明通过配比控制，可以使PZT的四方度符合使用要求．分析PZT中三方-四方相的共存与转变，认为其与内应力有关．     

纳米尺度铁电畴的扫描力显微镜成像研究进展

扫描力显微镜(SFM)作为一种新型的超分辨率近场扫描探针显微仪器正日益受到各学科领域的高度重视.在铁电材料领域,SFM是开展纳米尺度铁电畴结构成像、纳米尺度畴结构控制及纳米尺度微区的铁电性、介电性、压电性等特性研究的潜在的强有力的研究工具.本文就纳米尺度铁电畴的扫描力显微镜的成像原理的研究进展作一综述.     

Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜新进展

从底电极的选择、过渡层的引入、外延膜的生长、取代阳离子的改性四个方面介绍了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜的研究进展,简述了PZT的Sol-Gel机理研究现状和引起PZT铁电薄膜极化疲劳的原因,分析了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜研究中存在的问题,并提出展望。     

SO1-Gel法硅基PZT铁电薄膜研究

介绍了以硝酸锆、醋本以铅和钛酸四丁酯为原料用溶胶－凝胶（sol-gel）方法在硅衬底上制备Pb（Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电膜的工艺流程。对铁电薄膜的表面形貌、晶化程度、界面状态等性质进行了分析,结果表明硅基PZT薄膜形成了良好的钙伏矿结构,并在此基础上实现了制备PZT铁电薄膜的低温改进工艺。     

新型SiC复合陶瓷的耐冲蚀性能

研究了新型SiC复合陶瓷的冲蚀行为,并与45碳钢、铸钢和Al_2O_3陶瓷进行了比较．结果表明：45碳钢、铸钢和冲蚀率大都在0．13～0．26 mg/g范围内随着攻角变化,最大值分别出现在15°、30°、90°攻角,具有典型韧、脆性材料的特点;新型SiC复合陶瓷的抗冲蚀性能优越,特别是其冲蚀率几乎不随攻角变化(冲蚀率大约为0．025 mg/g,速度影响因子为1．3～1．8)．新型SiC复合陶瓷中软硬相的有效配合、凹凸不平的损伤表面、多粒度的多晶型SiC紧密结合和细小SiC颗粒的弥散强化对其优异抗冲蚀性能均起着重要的作用．     

SFM in acoustic mode and its applications to observation of ferroelectric domain

Ferroelectric domain structures as well as other surface topologies such as grain boundaries and scratches in transparent (PbLa)(ZrTi)O₃ (PLZT) ceramics and BaTiO₃ ceramics have been respectively investigated by scanning probe acoustic microscopy (SPAM). A periodic striation-like domain pattern has been imaged. The observed SPAM domain contrast is related to acoustic signals generated through a local piezoelectric coupling mechanism. The submicron domain structure was confirmed by scanning force microscopy (SFM) in the piezoresponse mode.     

Effect of electrical and mechanical poling history on domain orientation and piezoelectric properties of soft and hard PZT ceramics

Abstract

The superior piezoelectric properties of all polycrystalline ferroelectrics are based on the extent of non-180° domain wall motion under electrical and mechanical poling loads. To distinguish between 180° and non-180° domain wall motion in a soft-doped and a hard-doped lead zirconate titanate (PZT) ceramic, domain texture measurements were performed using x-ray and neutron diffraction after different loading procedures. Comparing the results to measurements of the remanent strain and piezoelectric coefficient allowed the differentiation between different microstructural contributions to the macroscopic parameters. Both types of ceramic showed similar behavior under electric field, but the hard-doped material was more susceptible to mechanical load. A considerable fraction of the piezoelectric coefficient originated from poling by the preferred orientation of 180° domains.     

铁电陶瓷的电畴及畴变观测研究进展

铁电陶瓷材料，特别是锆钛酸铅(PZT)在众多领域具有广泛的应用前景，影响其推广应用的主要因素是使用过程中外电、力场引起的材料性能的退化。观测铁电电畴及畴变的方法对研究其在外场下性能破坏机理、提高其使用的可靠性和预防其失效具有重要的理论和实际意义。本文比较了不同实验方法和测试技术的优缺点，对铁电陶瓷的电畴观测进行了综述，并简要总结了铁电陶瓷的畴变观测技术研究现状，指出了目前该领域研究中存在的问题。