【摘 要】
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目前,国内外对PZT压电陶瓷的电退化现象进行了大量的研究,但是对这一现象的解释仍不完善,如黑斑生长机理和压电陶瓷寿命评估等仍缺乏研究。本课题通过对压电陶瓷在电退化过程中的漏电流变化曲线、伴随电退化过程产生的黑斑分析得出以下结论:（1）通过温度与寿命中值（HALT）关系公式（t1）/（t2）=（（AV1）/（AV2））-n exp[（Ea）/k（1/（T1）-1/（T2））]计算出电退化过程中主导漏
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目前,国内外对PZT压电陶瓷的电退化现象进行了大量的研究,但是对这一现象的解释仍不完善,如黑斑生长机理和压电陶瓷寿命评估等仍缺乏研究。本课题通过对压电陶瓷在电退化过程中的漏电流变化曲线、伴随电退化过程产生的黑斑分析得出以下结论:（1）通过温度与寿命中值（HALT）关系公式（t1）/（t2）=（（AV1）/（AV2））-n exp[（Ea）/k（1/（T1）-1/（T2））]计算出电退化过程中主导漏电流变化的活化能为0.48eV。并且认为是由H+、氧空位、Ag+等载流子共同作用导致漏电流的变化。（2）通过压电陶瓷在不同湿度环境下的漏电流变化曲线来分析了湿度对压电陶瓷工作寿命的影响,建立了湿度与压电陶瓷电退化寿命中值（HALT）的关系公式E（RHM,RHN）=（（RHN）/（1-RHN）（1-RHM）/（RHM））m=（tN）/（tM）来分析湿度对样品寿命的影响。（3）通过环境温度、湿度与寿命中值（HALT）的关系式结合逆幂模型,建立了一个综合环境因素影响的函数关系式（T1,V1,RH1,T2,V2,RH2）=（（V1）/（V2））-n（（RH2）/（1-RH2）（1-RH1）/（RH1））m exp[（Ea）/k（1/（T1）-1/（T2））],通过这个关系式,我们可以对压电陶瓷在工作环境中的寿命进行评估。（4）通过不同温度下电退化漏电流曲线研究了温度对漏电流稳定值（LM）的影响,它们之间的关系可以通过公式（σ1）/（σ2）=exp[（-Ea）/k（1/（T1）-1/（T2））]=（LM1）/（LM2）来说明。（5）通过SEM、XPS、TEM对两种实验方法产生的黑斑进行分析。研究发现,高电压冲击产生的黑斑与电退化产生的黑斑一样,都表现为晶粒排列混乱,晶界模糊。这一原因导致压电陶瓷局部透光性下降,这个区域表现为黑斑,黑斑的产生过程是一个物理变化过程。验证了黑斑是由电击穿造成的。（6）研究了黑斑的产生对电学性能的影响,发现黑斑产生对d33、Tc和Cp没有影响,但是电击穿过程中载流子浓度会增大,会使得介电损耗tanδ增加。晶界电阻的变化与黑斑没有必然的联系。
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