Sol-Gel法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展

综述了溶胶—凝胶法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究现状,主要介绍了制备过程中衬底材料、热处理工艺、前驱体以及掺杂等因素对铁电陶瓷薄膜择优取向的影响以及铁电陶瓷薄膜的择优取向与铁电性能的关系。     

铁电薄膜钛酸铋掺杂改善铁电性及疲劳特性的研究

分析了对铁电薄膜Bi4Ti3O12进行A位、B位掺杂时，Bi4Ti3O12铁电性及疲劳特性的改善及相应的理论解释，并指出Bi4Ti3O12值得进一步深入研究的领域。     

BaTiO_3、SrTiO_3陶瓷半导化机理的研究

探讨了烧结温度、冷却条件及 Nb_2O_5添加量对 BaTiO_3、SrTiO_3陶瓷半导化的影响。实验结果表明:在添加0.1～0.7mol%的 Nb_2O_5时,SrTiO_3陶瓷的电导率随 Nb_2O_5添加量的增加而增大,而 BaTiO_3陶瓷在0.15mol%附近出现最大值。烧结温度和冷却条件对 SrTiO_3陶瓷和添加量>0.15mol%的 BaTiO_3陶瓷的半导化都有很大影响。采取适当的冷却条件,也能使 Nb_2O_5添加量>0.15mol%的 BaTiO_3陶瓷的电阻率显著降低到10Ω·cm 左右。本文讨论了 BaTiO_3和 SrTiO_3陶瓷的半导化机理,认为 SrTiO_3陶瓷的半导化是施主离子所诱发出的晶格中的氧挥发所致,而 BaTiO_3陶瓷则由两种机制所控制。在 Nb_2O_5添加量<0.15mol%时,电价补偿起主要作用;当 Nb_2O_5含量增加到>0.15mol%时,就变成取决于冷却条件的氧挥发所控制。喇曼光谱实验也证明了这一点。     

稀土掺杂Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜取向生长回线动力学研究

稀土掺杂层状钙钛矿结构的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜具有居里温度高,自发极化大,耐疲劳性好的特点,适用于制作铁电储存器。由于Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的自发极化矢量靠近a轴,近a轴生长的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜具有大的剩余极化强度。对比研究了随机取向Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜和a/b轴择优取向Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的回线动力学标度。结果表明a/b轴高择优取向度的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的标度关系为:低频段∝f 0.043E_0~(0.8);高频段∝f-0.21E_0~(0.8)。a/b轴低择优取向度的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的标度关系为:∝f-0.05E_0~(0.917)。随机取向Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的标度关系在高频和低频统一为∝f-0.07E_0~(1.31)。     

MgO-Fe2O3-Nb2O5混合物中钙钛矿相前驱体的煅烧反应过程研究

用XRD法系统地研究了PFN－PMN二元系中钙钛矿相的前驱体FeNbO4（FN）－MgNb2O6(MN）煅烧过程中的物相变化。发现，富镁的前驱体混合物在较高的煅烧温度下有富镁的Mg4Nb2O9(M4N)生成，而富铁的前驱体混合物中FN的生成，有利于抑制M4N的形成。M4N的形成与钙钛矿相煅烧产物中烧绿石相的出现有密切的关系。在MN与FN二种前驱体中，MN在大约650℃时即开始生成，而FN则需至800℃才开始生成，表明较低温度下Fe2O3的反应尖性不及MgO的反应活性。     

光声效应在研究铁电陶瓷相变中的应用

本文报导了用光声技术研究铁电陶瓷 Pb(Zr,Ti,Sn)O_3(PSZT),透明 PLZT 以及 Li_(1-x)Na_xNbO_3(LNN)的相变,清楚地揭示了这些陶瓷所呈现的不同相变特性以及相变点随组分的变化,与某些常规研究方法相比较,显示了在相变点附近,光声信号的幅度和相位的变化非常灵敏。并用热力学解释了实验结果。     

SBT铁电薄膜及其脉冲准分子激光制备

采用脉冲准分子激光沉积法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上成功地制备了ＳＢＴ铁电薄膜，发现存在一个最佳沉积衬底温度约为４５０℃。在该温度下沉积的ＳＢＴ薄膜具有较饱和的方形电滞回线，其剩余极化Ｐｒ和矫顽电场Ｅｃ分别为８．４μＣ／ｃｍ２和５７ｋＶ／ｃｍ。     

垂直铁电反铁电相界的PSZT陶瓷材料的相变研究

利用 Goldschmidt 因子计算具有垂直铁电(F)反铁电(AF)相界的 PSZT 三元系材料,并由实验证实。透射电镜观察到 F、AF 两相在同一晶粒内共存。用电滞回线、热释电、介电等方法测试了该相界附近材料的宏观电性能,研究了它们在外电场和静压力下的诱导相变行为及变化规律。     

NaNbO3的溶胶-凝胶制备与放电等离子烧结

铌酸钠陶瓷具有反铁电特征和复杂的相变序列,在介电储能与压电器件领域潜在重要应用。但是,传统陶瓷工艺难以制备均匀致密的铌酸钠陶瓷,影响其性能优化。本文将溶胶-凝胶粉体制备技术与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40 nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均粒径1 ~ 2 μm的致密陶瓷。电学测试证明铌酸钠陶瓷中缺陷偶极子可以诱导反铁电—铁电相变,室温下材料介电常数具有优良的频率稳定性,且介电损耗仅为0.018(1 kHz)。本工作不仅获得在无铅铁电器件领域潜在应用价值的铌酸钠细晶陶瓷,而且相关技术路线设计为制备其它铌酸盐功能陶瓷提供新的工艺思路。