鈦酸鍶鋇陶瓷熱釋電性能研究及紅外探測器驅(qū)動電路的設(shè)計.pdf

1、隨著紅外技術(shù)、微電子技術(shù)和集成技術(shù)的發(fā)展，人們對熱釋電效應及其應用進行了深入研究，利用熱釋電效應制成的各種電子器件目前已廣泛的應用于軍事和國民經(jīng)濟各部門以及日常生活中各相關(guān)領(lǐng)域。作為熱釋電效應載體的熱釋電材料已成為材料科學與微電子領(lǐng)域的研究熱點之一。
　　 本文采用傳統(tǒng)固相燒結(jié)工藝制備了Ba0.8Sr0.2TiO3(BST)熱釋電陶瓷，主要研究工藝參數(shù)中預燒溫度和燒結(jié)溫度對BST熱釋電陶瓷微結(jié)構(gòu)和電學性能的影響，確定了最佳預燒溫

2、度和燒結(jié)溫度分別為1000℃和1290℃。在此工藝條件下制備的BST熱釋電陶瓷的體密度為5.96g/cm3；SEM測試結(jié)果顯示陶瓷結(jié)構(gòu)致密，氣孔較少；室溫時介電常數(shù)約為1678，介電損耗為0.0126，熱釋電系數(shù)為4771.69μC·m-2·K-1，熱釋電探測率優(yōu)值為1.09×10-4 C·m3/2·J-1·F-1/2。在優(yōu)化制備工藝參數(shù)的基礎(chǔ)之上，通過Cr和Mn摻雜來改善BST熱釋電陶瓷的微結(jié)構(gòu)，提高其熱釋電性能。實驗結(jié)果表明，Cr和

3、Mn摻雜均能提高BST陶瓷的熱釋電系數(shù)，改善陶瓷的微結(jié)構(gòu)和熱釋電性能。當Cr摻雜量為3wt％時，BST陶瓷的熱釋電系數(shù)為8940.33μC·m-2·K-1；當Mn摻雜量為0.1wt％時BST陶瓷的熱釋電系數(shù)高達10372.0μ C·m-2·K-1。分析比較發(fā)現(xiàn)，Cr摻雜量為3wt％時BST陶瓷具有最佳熱釋電性能，其探測率優(yōu)值達到2.63×10-4 C·m3/2·J-1·F-1/2，完全能夠滿足熱釋電紅外探測器對熱釋電材料的要求。選用性能