铁电陶瓷中的弛豫效应

铁电陶瓷中的驻极体效应和空间电荷效应可以用冈崎清模型统一解释.理论预言的铁电陶瓷中存在电极化弛豫效应和压电弛豫效应得到实验证实.建立了定量的铁电弛豫理论,其结果与实验符合得很好.     

缺陷钉扎导致的铁电陶瓷介电弛豫

把电荷密度波理论引入到铁电陶瓷的介电温谱研究中。指出陶瓷中缺陷的钉扎效应导致介电响应的弛豫。高温时,集体钉扎主导陶瓷的极化行为;低温时,局域亚稳态的弛豫对极化起决定作用。两者的竞争导致介电峰值的出现。理论计算与试验结果定性吻合。     

孔洞结构聚合物驻极体的储电性和压电性

电极化的孔洞结构聚合物薄膜同时具有铁电材料(极化弛豫以及与极化相耦合的其它物理量的弛豫)和驻极体(存在过剩电荷)的特点,被命名为铁电驻极体(ferroelectret),是一类新型的机电传感器材料.这种材料的压电活性源于沉积在内部孔洞上下两壁极性相反的空间电荷和材料的孔洞结构.它除具有与压电陶瓷相当,甚至更高的压电d33系数(准静态d33高达1400pC/N,比铁电聚合物PVDF及其共聚物P(VDF/TrFE)的d33高出近二个量级)以外,还拥有聚合物的柔顺性、可大面积成膜、低成本、低电容率以及与空气和水相匹配的低声阻抗等突出特性.可以说,这种新型压电材料组合了压电陶瓷和铁电聚合物的各自优势,必将在通讯、保安、控制、医疗及军事等领域有广阔的应用前景.作者综述电极化孔洞结构聚合物薄膜的制备方法,电极化工艺,压电性,理论模型,应用前景,发展现状及其展望.     

PVDF介电吸收电流的研究

研究了0℃和35℃下PVDF样品的吸收电流,发现吸收电流和释放电流不相等,所遵循的规律也不相同。吸收电流依赖于样品的历史,与样品的老化有关,遵从随机驰豫规律。依照铁电陶瓷受束缚的空间电荷激活模型,及结晶高聚物与铁电陶瓷空间电荷分布的类似性,上述现象可得到解释。     

铁电陶瓷中的驻极体效应

比较了铁电体和驻极体同异之处.存在于驻极体中的同极性和异极性电荷亦常出现于经过人工极化的铁电陶瓷中.这些电荷所引起的反常热电现象可用弛豫过程解释.在实验基础上提出了热电弛豫的唯象理论.     

打磨引起的残余应力对BaTiO3陶瓷挠曲电响应的影响(英文)

铁电陶瓷中测量得到的大的挠曲电响应可以用来源于应力弛豫的自发极化表面层机理来解释。然而，产生极化表面层的应力来源尚未完全清楚。本工作系统地研究了表面应力对不同粒度砂纸打磨的BaTiO₃陶瓷的微观结构、介电性能和挠曲电响应的影响。与原始样品相比，打磨后的BaTiO₃陶瓷的挠曲电系数由～600μC/m降至200μC/m以下。但经过200℃热处理并且缓慢冷却后，所有样品的挠曲电系数都恢复到～500μC/m。结果表明，打磨在铁电陶瓷的表面层上引入了应力，在一定程度上影响了其挠曲电响应，但打磨引入的应力不是极化表面层形成的主要原因。     

PVDF长时间压电弛豫的研究

研究经拉伸及极化处理的PVDF薄膜在室温附近的压电驰豫效应,发现在施力状态下及撤力后的自由状态下样品释放的电荷均遵守自由驰豫规律,考虑到PVDF与铁电陶瓷空间电荷分布的相似性,以及结晶高聚物的多相性,上述现象可以解释。     

极化工艺对压电储能Ba0.96Sr0.04TiO3陶瓷铁电性和场致应变的影响机制

通过Pechini溶胶-凝胶法与传统固相烧结工艺分别制备Ba0.96 Sr0.04 TiO3(BST)粉体和陶瓷.BST陶瓷在不同电压和温度的硅油浴中极化处理,随后采用电场20 kV/cm、周期1000 ms的测试条件,对陶瓷的铁电、储能性能和场致应变进行了测试.在极化温度100℃附近,BST陶瓷出现铁电相向反铁电相转...     

铌锌酸铅基铁电陶瓷的介电弛豫与相结构

通过对Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３在系列铁电陶瓷在－１００￣２００℃范围内介电温度响应的详细测试，发现其中存在自发和场致弛豫型铁电体的转化。结合这一系列材料的Ｘ射线衍相结构的分析，给出其组成，结构与性能的三元相图，并探讨了铁电陶瓷中宏畴－微畴转变与三方－四方相转变的关系。     

弛豫型铁电体中存在微畴得到证实 将影响该领域的理论与实际研究工作

弛豫型铁电体中是否存在微畴的问题是多年来受到铁电学界广泛关注的问题。然而,微畴的存在并未获得明确的证据。我校姚熹副教授通过在直流偏致电场下研究热压锆钛酸镧铅透明陶瓷试样的介电性质及极化与去极化特性,取得了微畴-宏畴转变的强有力的证据。研究结果表明,从居里点以上的高温迅速冷却下来的新鲜去极化样品,其介电常数表现出明显的频率弥散特性。在直流偏致电场作用下升温时,当温度达到T_f时,这种频率弥散突     

等静压和温度作用下Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷的介电性能研究

对反铁电-铁电相界附近的Nb掺杂Pb(Zr,Sn,Ti)O3陶瓷，采用2GPa等静压装置测试了其在不同等静压力下的介电温度性能，分析了各种介电异常，发现了精细的相变特性，指出随着温度升高，在较低的等静压范围内发生反铁电-铁电-顺电相变，而在较高的等静压范围内发生反铁电-顺电相变，其中，铁电相分为微弱频率弥散的弛豫型铁电相和正常铁电相两个不同的介电性能区域，最后，得到了该组分材料的温度-等静压相图。     

介电弛豫的极值动力学模型

从极值动力学原理出发,考虑极化介质内部对慢极化的束缚作用,导出了弛豫函数的基本关系式．提出了弛豫时间与束缚作用有关．认为慢弛豫来源于极化子的局域束缚作用,弛豫过程可提供微观极化信息．     

介电弧豫的极值动力学模型

从极值动力学原理出发，考虑极化介质内部对慢极化的束缚作用，导出了弛豫函数的基本关系式提出了弛豫时间与束缚作用有关，认为慢弛豫来泊于极化子的局城束缚作用。弛豫过程中可提供微观极化信息。     

基于频域介电谱法的油纸绝缘系统弛豫函数与微水及温度关系

为了分析油纸绝缘系统的介电谱与频率和微水含量及温度变化之间的关系,在实验室搭建了测试装置。根据测试结果,研究了水分及温度对变压器主绝缘系统的影响规律及其影响机理,通过傅里叶逆变换得到复合绝缘体系的弛豫函数。结果表明：含有3个弛豫项的物理模型,可以较好反映油纸绝缘的弛豫及其微观极化机制,微水和温度对弛豫函数的影响较大且影响规律不同。     

铁电双层膜极化与介电极化率的尺寸效应

利用平均场近似下的横场伊辛模型理论,研究含结构过渡层与界面耦合(铁电界面耦合和反铁电界面耦合)的铁电双层膜的尺寸对其极化与介电极化率的影响。研究结果表明:极化与介电极化率随温度的变化曲线呈现不同性质,强烈地依赖于构成铁电双层膜的两铁电层的厚度。     

Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18陶瓷的铁电介电性能

对Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18(x=0,0.003,0.018,0.048,0.096)陶瓷样品的铁电和介电性能进行了测量.结果表明,Sr2Bi4Ti5O18样品的剩余极化2Pr为0.22 C·m-2,少量Nb掺杂可使样品的2Pr有明显提高,当x=0.018时,2Pr达到最大为0.34 C·m-2.介电损耗随温度的变化关系曲线上存在P1,P2,P3 3个介电损耗峰,分别在70,230,290℃附近.低温部分的2个损耗峰具有介电弛豫的特征,其弛豫机制被认为是点缺陷与畴界之间的相互作用.通过激活参数的计算以及损耗峰随不同Bi过量的变化,可以确定P1,P2峰的弛豫机制与Sr,Ti空位有关.随着Nb掺杂量的增加,P1,P2峰逐渐降低,表明Nb掺杂降低了样品中缺陷的浓度,从而使得样品的2Pr明显提高.     

镨掺杂PZT95/5陶瓷的微结构转变与性能优化

为探究镨掺杂对PZT95/5陶瓷微结构和性能的影响,以一氧化铅、氧化锆、二氧化钛和硝酸镨为原料,采用固相法制备镨离子掺杂PZT95/5陶瓷,分别利用X线衍射、扫描电子显微镜、精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的微观结构、表面形貌、介电性能和铁电性能进行表征.结果表明:镨掺杂有利于PZT95/5陶瓷铁电三方相到反铁电四方相的微结构转变;掺杂镨可以使PZT95/5陶瓷样品的晶粒发育保持良好,晶粒分布更均匀,结构致密度也有所提高,但镨掺杂过量会抑制晶粒发育;随着镨掺杂量的增加,样品的相对介电常数呈现先增大后减小的趋势,在掺杂物质的量分数为3%时,相对介电常数最大,达到225.9,此时介电损耗为0.011 36;样品的剩余极化强度和矫顽场与介电常数呈现相同的变化趋势,镨掺杂物质的量分数为3%时,剩余极化强度最大,达到11.078 5μC/cm2,矫顽场最大为27.46 k V/cm.     

人工复合铁电多层膜的极化性质研究

建立了三层铁电复合薄膜的理论模型,采用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)唯象理论,引入表示不同材料过渡层性质的局域分布函数,重点研究了具有不同相变温度的铁电材料复合而成的铁电薄膜的极化性质.通过改变不同铁电材料的复合方式及不同铁电材料之间过渡层的厚度,计算了铁电多层膜内部的极化强度分布.研究表明,不同相变温度的铁电材料间复合方式以及它们之间的过渡层的厚度对铁电薄膜的极化分布都有着重要的影响,并且存在临界过渡层厚度,其它复合铁电薄膜的极化分布曲线都在取两临界过渡层的曲线之间.     

铁电颗粒的尺寸效应

应用具有长程相互作用的横场伊辛模型模拟了铁电颗粒,考察了尺寸和长程相互作用对铁电颗粒的极化和相变的影响．我们得到的结论是：1．随着铁电颗粒尺寸的减小和长程相互作用的增强．铁电颗粒的相变温度降低,同时发现铁电颗粒存在一个临界尺寸,当铁电颗粒的尺寸小于临界尺寸时,铁电颗粒将不会有铁电相到顺电相的相变．且此临界尺寸随长程相互作用的增强而变大．2随着长程相互作用的增强,铁电颗粒的极化强度增大,在相同的条件下,晶格中心点的极化强度总是大于晶格边上的格点的极化强度．     

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.