铌镁(锌)酸铅-钛酸铅弛豫铁电单晶研究进展

在最近十几年中,新型弛豫型铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅受到了广泛的关注。这是由于这种新型的弛豫型铁电单晶和传统的压电材料相比较,在准同型相界附近表现出良好的压电、介电与电致伸缩性能。文章介绍了铌镁(锌)酸铅-钛酸铅系列单晶的基本性质,国内外在该晶体制备及晶体性能相关领域的研究进展。     

共沉淀法合成铌镁酸铅──钛酸铅介电陶瓷粉末

通过共沉淀法合成铌镁酸铅－钛酸铅介电陶瓷粉末，经８００℃焙烧后，Ｘ射线衍射研究表明几乎为单一钙钛矿相；经１０００℃烧结的陶瓷片其密度达到理论值的９６．７７％，２０℃介电常数可达２０９４０。     

共沉淀法合成铌镁酸铅—钛酸铅介是陶瓷粉末

通过共沉淀法合成铌镁酸铅－钛酸铅介电陶瓷粉末，经８００℃焙烧后，Ｘ射线衍射研究表明几乎为单一钙钛矿相；经１０００℃烧结的陶瓷片其密度达到理论值的９６．７７％，２０℃介电常数可达２０９４０。     

铌镁酸铅类钙钛矿结构铁电多晶体的制备技术

铌镁酸铅(PMN)类化合物是一类弱铁电特性的ABO_3型复合钙钛矿结构铁电弛豫体。利用在A/B位固溶外来离子(例如,Sr、Ba和Ti等)的原理,改变该类化合物基固溶体的电负性差值φ和加权结构容差因子t值,达到合成全钙钛矿结构相的目的。根据电负性差值理论和钙钛矿结构容差因子理论,本文提出了铌镁酸铅类化合物钙钛矿结构相稳定性优值参数M的新概念。基于M值定义和PZN基固熔体的实验数据,推算出钙钛矿结构相稳定性临介优值Mc=1.67,并用以设计和优选PMN和PZN基多晶体最佳配方,优化材料性能。同时研究了钙钛矿结构相合成程度与MnO_2添加量和Mg偏离化学计量比程度的关系。研制出性能稳定、特性优良的新材料。     

镧钛酸铅铁电薄膜的快速热处理研究

以不同热处理温度和保温时间的组合条件，对在不同种基片上制备的镧钛酸铅薄膜进行了快速热处理，主要研究了快速热处理工艺对薄膜相结构、化学组成、形貌的影响，并给出了典型样品的介电和铁电性能。实验结果表明：在较宽的热处理温度和保温时间薄内，都可得到无裂纹、均匀致密、晶粒大小约２０ｎｍ的纯钙钛矿结构薄膜；不同的基片对薄膜的结晶有不同的影响；铂电极有利于薄膜结晶。在７００℃保温６０ｓ的样品，１ｋＨｚ时介电常数     

弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅的工程畴结构研究

综述了目前对铁电晶体畴结构进行观测的主要技术方法,及国内外相关研究单位对新型弛豫铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅[(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-xPT)]的工程畴结构的研究进展。以往的研究表明,该类单晶的机电性能与其工程畴结构之间存在着密不可分的关系,这些研究结果对阐明PMN-xPT单晶在不同极化方向与工程畴结构状态下,其优异机电性能的起源机制与发生规律,进而指导剪切波换能器、垂直极化方向的大应变驱动器等电机器件的设计与制作,具有重要的理论意义与实际应用价值。     

铌镁酸铅基弛豫铁电陶瓷中的焦绿石

分析了铌镁酸铅中焦绿石的形成机理及铌镁酸铅显微结构,并研究了焦绿石对铌镁酸铅性能的影响,同时提出了提高铌镁酸铅基弛豫铁电陶瓷性能的措施。     

弛豫铁电体铌镁酸铅/钛酸铅陶瓷的内耗及其界面动力学性能

采用动态力学分析仪研究了弛豫铁电体铌镁酸铅/钛酸铅（PMN-15PT）陶瓷在室温附近的内耗峰随振幅、频率及升温速率变化的规律，并用界面动力学模型分析了PMN-15PT中极化微区的界面动力学特性.结果表明，PMN-15PT的内耗峰与其极化微区的界面运动有关.界面动力学模型能够描述PMN 15PT内耗峰的升温速率及其频率效应，所对应的界面为具有较小回复系数的软界面，且与其他微米级材料的硬界面有所不同.     

湿化学法合成铌镁酸铅陶瓷微观结构

用湿化学法合成铌镁酸铅陶瓷，用Ｘ射线（ＸＲＤ），扫描电镜（ＳＥＭ）和透射电镜（ＴＥＭ）技术，研究陶瓷的微观结构，结果表明：湿化学法可合成纯钙钛矿相的铌镁酸铅陶瓷；陶瓷在８５０～９２０℃烧结，晶粒大小为１５０～２００ｎｍ，细小焦绿石相出现并分布在晶界上；过量ＰｂＯ相的形成有利于陶瓷的烧结。     

锆钛酸铅铁电薄膜的MOD工艺制备及其性能研究

致密、纯钙钛矿结构的ＰＺＴ（５０／５０）铁电薄膜已用ＭＯＤ工艺（金属有机物热分解工艺）获得．通过优化原料的提纯和合成工艺，消除了原料中微量杂质离子，控制ＰＺＴ先体溶液合成时的环境温度，制得透明、稳定的锆钛酸铅先体溶液．采用多次甩胶成膜法，经４００～５００℃热处理，在Ｐｔ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制得ＰＺＴ（５０／５０）薄膜，膜厚５２０ｎｍ，其介电常数为２７０，损耗角正切为０．０３５（１ｋＨｚ，０．０５Ｖ测试电压），其绝缘电阻率为１０～１００ＴΩ·ｃｍ，剩余极化强度为２０．６μＣ／ｃｍ２，饱和极化强度为２７．７μＣ／ｃｍ２，矫顽场强为８０ｋＶ／ｃｍ     

（1-x）Pb（Sc1／2Ta1／2）O3-xPbTiO3陶瓷的结晶特性与介电性能研究

在钽钪酸铅中加入钛酸铅,形成具有复合钙钛矿结构的钽钪酸铅 钛酸铅固溶体(1-x)Pb(Sc1/2Ta1/2)O3 xPbTiO3(简称PSTT(x)),可有效提高钽钪酸铅材料体系的居里点、降低其制备温度,从而扩大PST体系的应用范围.用常规氧化物合成电子陶瓷方法制备了钽钪酸铅 钛酸铅弛豫铁电陶瓷,采用XRD,SEM等分析技术,研究了PSTT(x)陶瓷的结晶特性和微观形貌,测试了PSTT(x)陶瓷的介电性能.实验结果表明,利用常规氧化物合成电子陶瓷方法可以合成钙钛矿结构的PSTT(x)陶瓷,其钙钛矿相的含量可达到90%以上,最高达100%.SEM分析表明,PSTT(x)陶瓷的晶粒饱满、晶界清晰.PSTT(x)陶瓷的热滞温度随x的不同,大致在6～12℃之间变化;PSTT(x)陶瓷的居里常数C 为3.7～8.3×106K2.     

(1-x)Pb(Sc1/2Ta1/2)03-xPbTi03陶瓷的结晶特性与介电性能研究

在钽钪酸铅中加入钛酸铅,形成具有复合钙钛矿结构的钽钪酸铅-钛酸铅固溶体(1-x)Pb(Sc1/2Ta1/2)O3-xPbTiO3(简称PSTT(x)),可有效提高钽钪酸铅材料体系的居里点、降低其制备温度,从而扩大PST体系的应用范围.用常规氧化物合成电子陶瓷方法制备了钽钪酸铅-钛酸铅弛豫铁电陶瓷,采用XRD,SEM等分析技术,研究了PSTT(x)陶瓷的结晶特性和微观形貌,测试了PSTT(x)陶瓷的介电性能.实验结果表明,利用常规氧化物合成电子陶瓷方法可以合成钙钛矿结构的PSTT(x)陶瓷,其钙钛矿相的含量可达到90%以上,最高达100%.SEM分析表明,PSTT(x)陶瓷的晶粒饱满、晶界清晰.PSTT(x)陶瓷的热滞温度随x的不同,大致在6～12℃之间变化;PSTT(x)陶瓷的居里常数C*为3.7～8.3×106 K2.     

W(100)表面因氢吸附引起的结构相变

本文根据朗道相变理论,讨论了W(100)表面因氢吸附引起的结构相变,求出了W(100)表面顶层W原子的位移随温度和氢复盖度的变化规律,解释了W原子沿〔110〕和〔010〕两种可能的位移方向,给出了H/W(100)系统在低复盖度下的相图.     

微晶粉粒铁电相变中的介电常数

提出了一个理论模型说明现行方法不能观察到微晶粉粒铁电相变介电峰的原因。按照理论预言 ,测量了钛酸锶钡粉料与水混合成两相不均匀系的相变介电峰 ,实验结果与理论公式符合得很好     

准同型相界附近0.02Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.50Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.48Pb(Zr_xTi_(1-x))O_3陶瓷压电性能研究

采用传统固相反应法制备四元系0.02Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.50Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.48Pb(ZrxTi1-x)O3(0.29≤x≤0.34)陶瓷.观察样品的晶相结构和显微结构,测试压电性能和介电性能.随着Zr/Ti比的增大,晶相从四方相向三方相转变.发现准同型相界位置在x=0.32附近.1 240℃烧结的0.02PZN-0.50PNN-0.48PZ32T陶瓷展现了良好的压电性能,压电常数d33为715 p C/N,机电耦合系数kp为0.541,剩余极化强度Pr为25.5μC/cm2,矫顽场强Ec为5.6 k V/cm.新的压电材料适合高性能压电器件应用,且简单的制备方法给生产带来极大便利.     

溶胶-凝胶法制备0．85Pb（Mg1／3Nb2／3）O3—0．15PbTiO3铁电陶瓷及其性能研究

以无机盐和氧化物为原料,柠檬酸和乙二胺四乙酸(EDTA)为复合螯合剂,乙二醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了0.85Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.15PbTiO3(PMN-PT)铁电陶瓷粉体及其烧结体.并通过XRD和SEM分析了PMN-PT钙钛矿相的形成和烧结体的显微结构.讨论了不同烧结温度对陶瓷显微结构、介电、铁电及压电性能的影响.结果表明采用溶胶-凝胶法制备的PMN-PT陶瓷适宜烧结温度为1 100℃,比常规固相合成法制备PMN-PT陶瓷的温度低100～200℃,且该条件下烧结的陶瓷性能优异:d33=252 pC/N,Pr=17.8 μC/cm2.     

Jahn-Teller效应与BaTiO_3结构相变

采用有效点电荷模型,只取一维O-Ti-O链构成系统的振动哈密顿量,在仅计及与极化方向相关的Jahn-Teller效应影响下,得到BaTiO_3的软模相变温度T_0为100℃,大体相当BaTiO_3的顺电-铁电相变温度.     

六氯碲化铵中的结构相变及同位素效应

本文通过连续绝热加热法测量了不同氘化浓度的（ＸＨ４）２ＴｅＣｌ６单晶在７５Ｋ－９５Ｋ温区的比热，实验发现相变温度随着氘化浓度的增加而线性下降，本文通过一个简单的模型给出了合理的解释。     

微晶粒铁电相变的时域介电谱

测量了钛酸锶钡微晶粉粒和硅油固液两相混合物的时域介电谱。得出的5个分量实质上是钛酸锶钡陶瓷和硅油时域介电谱的迭加，清楚地给出了微晶粒的铁电相变讯号。