钛酸钡—锆酸钡—钛酸钙三元铁电陶瓷的准同型相变及电性能

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:forbook121
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
赝二元Ba Zr0.2Ti0.8O3-x Ba0.7Ca0.3Ti O3(x BC0.3T)压电陶瓷是2009年发现的一种压电系数可以和含铅压电材料相媲美的新型无铅压电材料。研究其巨压电效应的起源设计无铅压电材料的有着指导意义。另一方面该体系可以看作由钛酸钡-锆酸钡-钛酸钙(BT-BZ-CT)构成的三元体系的一部分。同时,该三元体系准同型相界(MPB)区附近相变行为及大压电系数机制尚不完全清楚。为此本文在已有的x BC0.3T体系的研究基础上,研究BT-BZ-CT三元铁电陶瓷体系在MPB附近的相变行为及其于铁电、介电和压电性能的关系,重点研究其MPB附近的大压电系数的起源。通过研究x BC0.3T体系的介温曲线得到了其相变的特征温度,发现了该体系的三方和四方两个相区的边界处存在着过渡相区。结合XRD结果确定这一相区为混合相区,最终得到了修正的x BC0.3T体系的相图。在研究过程中还发现在x BC0.3T体系的MPB附近,成分相同的块体陶瓷样品和粉体样品因为应力状态不同,其相组成不同。表明该体系陶瓷中成分位于MPB附近的样品其相组成对应力十分敏感。这一研究结果表明研究该体系陶瓷的本征相变和巨压电效应的关系需要使用无应力的粉体样品。在x BC0.3T体系新相图的基础上,研究了其他成分的BT-BZ-CT三元体系陶瓷样品的相组成和相变过程,给出了BT-BZ-CT三元体系的相图。根据该相图可以发现,在其它赝二元体系中存在和x BC0.3T体系相类似的MPB。利用聚酰亚胺(PI)材料作为基体,将无应力的x BC0.3T陶瓷粉体混入PI基体中成功制备了x BC0.3T/PI复合薄膜。利用该复合薄膜进行应力加载,研究了x BC0.3T粉体样品在外应力作用下的本征相变行为,阐明了其本征相变和巨压电效应的关系。结果表明x BC0.3T体系MPB附近成分巨压电效应的起源于R→T相变和T相畴翻转的共同作用。利用葡萄糖为造孔剂制备了不同孔隙率的多孔0.5BC0.3T陶瓷,利用XRD研究了孔隙对多孔0.5BC0.3T陶瓷残余应力的松弛作用,阐明了应力松弛对材料的物相结构造成的影响。利用修正的居里-外斯定律研究了样品的弥散度系数。讨论了样品中的应力松弛对弥散度系数的影响。发现在该体系中存在着应力诱发的弥散性相变。同时发现,可以通过改变样品中的应力状态来实现设计样品弥散程度的目的。研究了BT-BZ-CT三元体系的铁电和压电性能,发现该体系具有优异的铁电和压电性能。其中MPB附近的样品中存在巨压电效应。利用朗道-德文希尔理论对MPB附近样品的相变势垒高度进行了计算,利用统计规律研究了该体系材料的相变势垒高度对巨压电效应的影响。研究结果表明BT-BZ-CT三元体系MPB附近成分的巨压电效应的起源和x BC0.3T体系相同,均为R→T相变和T相畴翻转的共同作用。同时发现了R→T相变和T相畴翻转对巨压电效应的影响规律,即在势垒高度较低,R→T相变和T相畴翻转均很容易发生时决定材料压电性能的是相变和畴翻转所造成的极化强度的改变量。而在势垒高度较高时,起决定作用的是势垒高度,也即相变和畴翻转的难易程度。这一结果最终阐明了该体系材料巨压电效应的两种机制,以及这两种机制对压电效应的贡献的细节,为巨压电材料的设计提供了依据。
其他文献
<正>一、概述 真空断路器和真空接触器近年来在中压配电系统得到广泛的应用。真空开关的操作过电压会对系统中的弱绝缘设备、如电机等产生危害,因而在使用中必须加装过电压保
文章介绍了成本(费用)控制的含义,国内外企业成本控制的现状及存在的问题;对企业成本(费用)控制的重要性、原则及质量方面的关系进行了探讨,并提出控制成本(费用)的有效途径
甲醛是我国室内环境最为普遍的挥发性有机污染物(VOCs),严重危害人体健康。催化氧化技术具有运行温度低、无二次污染等优势,成为目前甲醛净化最具有前景的方法。但是,催化剂
从探讨《子夜》的主人公吴荪甫的命运入手,从文本分析的角度,细致剖析民族资本家所面临的历史困境,是一个有意义的话题。从小说这一“小本文”来看,封建势力、工农暴动以及以
钛酸铅(PbTiO3, PT)是我们所熟知的一种重要的钙钛矿结构的铁电体,具有特殊的负热膨胀性(Negative thermal expansion, NTE),在室温至居里温度范围内存在热缩冷胀行为。然而
一般设备制造商很难掌握重型机械设备在用户现场的使用情况,设备一旦出现问题,工程技术人员很难根据用户现场操作人员的描述找到问题的根源并及时有效地排除故障。为了解决上
直流输电线路距离长,跨越地区的环境较为复杂,发生故障的机率大,然而,实际工程表明直流线路保护正确动作的正确率仅50%,而近一半的直流线路故障是由控制系统动作完成的。与传
目的:探讨透明质酸在鼻部注射的最严重并发症的诊断和处理经验。方法:2011年~2012年收治的5例鼻面部透明质酸注射引起的缺血和感染并发症,经过治疗和后期的随访,复习历来的相
探讨氢化物发生-原子荧光光谱法测定鸡蛋中硒含量的最佳仪器工作条件,建立电热板混酸消解-氢化物发生-原子荧光光谱法检测硒含量的分析方法,并通过检测市售乌鸡蛋、土鸡蛋和