弛豫型铁电单晶0.76PMN-0.24PT的铁电相变特征

采用介电、铁电与热释电表征法，结合电畴结构的实时观察，对０．７６ＰＭＮ－０．２４ＰＴ单晶的相变特征进行了研究，发现其铁电性质介于典型弛豫铁电体与正常铁电体之间．该单晶极化前具有一种处于微畴至典型宏畴之间的过渡型电畴，其（００１）晶片在极化后发生场致相变，并在其后的升温程序中表现出两个特征温度Ｔ_ｄ与Ｔ_ｍ．Ｔ_ｄ为电容率随温度下降而开始急剧下降的温度，对应于零场升温程序中的由电场诱导的典型宏畴－过渡型宏畴的转化；在Ｔ_ｄ～Ｔ_ｍ温区，晶体持续发生铁电－顺电相变或退极化作用，以宏畴态存在的铁电相与顺电相共存；在略高于Ｔ_ｍ的温度，晶体转化为宏观顺电相，铁电相以微畴态存在．由于场致相变与晶体取向有关，相对于同成分的单晶来说，多晶陶瓷在同样的温度一电场历程下显示不出特征温度Ｔ_ｄ．     

磁电系数自动化测试系统设计研究

采用LabVIEW软件平台搭建一套自动化的磁电系数测试系统,完善复合磁电材料磁电系数测试方法.测试系统的直流磁场测试范围为:0～100 Oe,磁场分辨率为0.016 Oe;交流磁场频率测试范围为:10～105 Hz,频率分辨率为1 MHz.对Pb(Mg1/3 Nb2/3 )-0.30 PbTiO3/Metglas复合磁电材料进行多次测量,测试结果表明,该测试系统具有良好的数据采集、数据保存、实时显示功能与可操作性,并且系统软件具有参数设置灵活、可二次开发等优点.     

一种实用超声马达驱动电路的设计和制作

超声波马达是一种借助摩擦传递弹性超声波振动以获得动力的驱动结构。超声波马达需要专用电源供电,在实验室中只要具有信号发生及放大装置即可满足这个要求,而当马达作为某个装置的部件时,就需要配置专用的可移动电源器。针对实验室利用压电材料所研制的新型超声波马达,设计和制作出了一种专用驱动电路。该驱动电路由干电池提供直流电源,产生频率范围为10-100kHz,电压峰峰值为0-180V可调的超声波信号。实验结果表明,研制的电路性能稳定,能方便地驱动超声波马达,并良好运转。     

掺铁Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3单晶的生长及性能研究

采用改进的布里奇曼法(坩埚下降法)生长了掺0.3%(摩尔分数) Fe的0.74Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃- 0.26PbTiO₃(PMN-0.26PT)单晶. 系统研究了该单晶的生长、结构、介电和热释电性能, 并与纯PMN-0.26PT单晶进行了比较. 研究发现, 掺杂晶体的畴宽度明显大于纯晶体; 单晶的矫顽场和剩余极化都明显增大; 在居里温度以下, 介温谱上出现两个大的异常, 温度较纯晶体更接近于室温. 实验结果表明, 掺杂离子通过缺陷偶极对2Fe′_Ti -V^••_o对畴起钉扎作用, 增加了晶体的矫顽场, 降低了晶体的介电常数和介电损耗, 提高了晶体的探测优值, 并保持高的电压响应优值, 这对PMN-PT单晶的实际应用非常有利. 这种高性能的热释电和压电单晶的掺杂改性研究将会更好地增进对其高性能本质的理解.     

复合材料Terfenol-D/PMNT的磁电和逆磁电响应

给出了Terfenol-D/PMN-PT/Terfenol-D(TD/PMNT/TD)和PMNT/TD/PMNT两种层状复合材料的磁电和逆磁电响应的测试方法和测试结果. 这两种复合结构的优化直流偏置磁场大小均为350 Oe(1 Oe=79.58 A/m). 在1 kHz频率下, 这两种复合材料的最大磁电电压系数分别为384 mV/Oe和158 mV/Oe, 最大逆磁电系数分别为118 mG/V和162 mG/V (1 G = 10^-4 T). 另外研究了这两种复合材料在谐振频率下的磁电响应. 通过对两种复合结构的比较得知, 磁致/压电/磁致复合结构具有好的磁电响应; 而压电/磁致/压电复合结构具有好的逆磁电响应. 这一结果有助于优化设计高性能压电/磁致复合磁电材料.     

基于NDIR的CO_2探测系统设计

介绍一种基于非分光红外(NDIR)技术的CO_2探测系统,该系统包括硬件和软件两大部分.硬件部分包括正线性稳压电路、负线性稳压电路、DC/DC转换电路、电荷放大电路、放大倍数可调和阻抗匹配电路、程序下载电路和显示模块,该系统以内部集成12位ADC的微处理器MSP430F149为核心,配合外围电路控制红外光源闪烁和接收处理PMNT红外热释电探测器输出的模拟电压信号;软件部分进行信号采集、A/D转换、处理、显示.该系统采用PMNT红外热释电探测器,结合NDIR技术,设计一种CO_2在线检测系统.     

新型弛豫型铁电单晶PMNT的铁电与压电性能

用改进的Bridgman法生长出尺寸达40 mm×80 mm的新型弛豫型铁电单晶PMNT.对其铁电、压电性能的表征研究表明,该晶体的性能随组分与切型变化.(001)切型的PMNT76/24单晶的介电常数ε为3400左右,介电损耗tanδ<0.7%,压电常量d33达到980 pC/N,机电耦合因数kt为0.55,Tc约为110℃.(001)切型的PMNT 67/33 单晶的ε达5300左右,tanδ＜0.6%,d33最大达3000 pC/N,kt达0.64,k33达0.93,Tc约为150℃.(110)与(111)切型的压电性能远低于(001)切型.用此法生长的三方相的PMNT单晶的压电性能超过传统的高温溶液法,且其kt值亦大于三方相的PZNT单晶.PMNT单晶的铁电与压电性能尚存在一定的波动,这与晶体成分均匀性与单畴化程度等因素有关.     

磁场对氧化物熔体中振荡态热毛细对流的抑制作用研究

利用高温熔体实时观察装置观察并研究了外加横向磁场对NaBi(WO₄)₂熔体中振荡态热毛细对流的影响. 当施加60 mt横向磁场时, 振荡态对流的振幅和频率均显著减小, 并且小温度梯度下的振荡态对流在磁场作用下趋于稳定. 这种磁场对振荡态对流的抑制效应可以归结为熔体中运动离子和磁场之间Lorentz力的作用. 对高温氧化物中离子电导率进行了测量, 固体中离子电导率随温度升高而增大, 而熔体的离子电导率约为2.0×10^&#8722;4·Ω^&#8722;1·cm^&#8722;1. 这表明熔体中存在一定数量的带电离子, 外加磁场对这些运动离子施加的Lorentz力使对流有序化, 从而抑制了熔体中的振荡态对流.     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-30%PbTiO3弛豫铁电单晶的异常压电响应行为

利用高真空度扫描力显微术(HV-SFM)的压电响应模式原位研究了Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-30%PbTiO3 (PMN-PT)弛豫铁电单晶(111)晶面的压电响应行为. 观察到与单晶束缚电荷补偿机制密切关联的异常的压电响应行为. 高真空度条件下的压电响应退化行为与本征屏蔽电荷不足以补偿极化电荷所引起的极化状态的不稳定性有关. 而大气环境下相当强的压电响应信号源于表面吸附机制所致的表面束缚电荷对畴状态较强的稳定作用.     

负离子配位多面体生长基元模型及其在晶体生长中的应用

负离子配位多面体生长基元理论模型强调了晶体结构对晶体生长的影响,并与晶体生长的实际条件有机地联系起来,较好地弥补了以往晶体生长理论脱离实际的不足.总结了晶体生长溶液与熔体结构的测定结果,表明了晶体生长中存在着负离子配位多面体生长基元,并且在不同过饱和度溶液或不同过冷度熔体中,负离子配位多面体可以形成不同维度的聚集体.并用该理论模型讨论了晶体生长中的尚未破解的一些疑难问题,如:枝蔓晶的形成、极性晶体生长习性及同质异构和异质同构晶体的形成等.