鈮鎂酸鉛基和鈦酸鋇基鐵電體材料的性能研究.pdf

1、鐵電材料分為兩大類，弛豫鐵電材料和通常鐵電材料，其中前者以鈮鎂酸鉛系列為代表，后者以鈦酸鋇系列為代表。由于鐵電化合物具有優(yōu)異的性能，在基礎研究和技術(shù)應用方面都受到廣泛關(guān)注。本文主要用固相反應法制備了不同摻雜濃度的鈮鎂酸鉛基和鈦酸鋇基材料，利用內(nèi)耗技術(shù)和介電技術(shù)分別對兩種材料進行了研究。
　　 通過研究純鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的PMN-xPT陶瓷的內(nèi)耗行為，發(fā)現(xiàn)不同摻雜濃度的試樣的內(nèi)耗行為有所不同，隨x的增大，內(nèi)耗行為由不明顯的一個凸包演變成

2、明顯的內(nèi)耗峰，并且峰溫隨x的增大而升高，高度也隨x而改變，以上實驗結(jié)果可能與極化微區(qū)的性質(zhì)變化有關(guān)；另外，觀測到PMN-15PT和PMN-20PT的內(nèi)耗峰隨應變振幅的變化規(guī)律與介電峰隨驅(qū)動電場幅值的變化規(guī)律類似，均隨振幅的減小而移向高溫且峰高降低；還觀測到內(nèi)耗峰對頻率和速率的響應與界面運動導致的一級相變峰很相似。由此提出內(nèi)耗峰對應由溫度誘導的與極化微區(qū)的界面運動有關(guān)的動力學過程。
　　 通過研究內(nèi)耗峰的速率和頻率效應，利用一級相

3、變的耗散函數(shù)模型對弛豫鐵電體內(nèi)部極化微區(qū)界面運動的動力學進行了研究，對比其他鐵電材料的界面動力學參數(shù)，發(fā)現(xiàn)弛豫鐵電體極化微區(qū)的界面是具有較小回復系數(shù)的一類軟界面，模型很好的描述了內(nèi)耗峰的速率和頻率效應。
　　 通過研究弛豫鐵電體PMN-xPT在升降溫過程中的介電行為，討論了居里溫區(qū)、臨界指數(shù)等與摻雜濃度之間的關(guān)系，還利用不同的理論模型(廣義Arrhenius方程和耦合弛豫動力學模型)計算出介電弛豫行為中各參數(shù)隨成分的變化規(guī)律。對

4、比結(jié)果兩個理論模型得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)描述弛豫行為各個參量的變化規(guī)律是一致的，并且都在x=2.5左右存在一個轉(zhuǎn)折點，與彌散指數(shù)γ的變化規(guī)律一致，這或許預示著x=2.5處發(fā)生了性能或結(jié)構(gòu)的不連續(xù)變化。
　　 此外，還研究了普通鐵電體鈦酸鍶鋇的相變和弛豫現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在四方相和正交相都有弛豫現(xiàn)象發(fā)生，根據(jù)激活能計算結(jié)果可以看出，Ba0.8Sr0.2TiO3的弛豫激活能比BaTiO3的低，可能由于部分Ba2+被Sr2+替代后c軸兩相鄰離子間的空