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富锆PMN-PZT(铌镁酸铅-锆钛酸铅)陶瓷在FRL-FRH(低温铁电三方相-高温铁电三方相)相变时具有高的热释电系数,低的介电常数,低的介电损耗和比较高的材料优值;FRL-FRH相变是可复现的,不需要重新极化。这些特点使得这一系列的陶瓷材料在红外探测等方面是很有前途的。从评价热释电材料综合性能的重要指标—热释电探测优值表达式FD=p/Cv·(εtanδ)1/2中可以看出,性能良好的热释电材料应具有高的热释电系数,低的介电损耗和合适的介电常数。锰掺杂能使PMN-PZT陶瓷的介电常数、介电损耗下降,但锰掺杂对富锆区PMN-PZT材料的相组成、微观结构,以及介电、铁电、热释电性能的影响未见详细报导。本论文结合所在课题组“新世纪优秀人才支持计划资助”(NCET-04-0703)课题开展研究,主要工作有:研究了富锆PMN-PZT热释电陶瓷材料的制备工艺,并首次较为系统地研究了锰掺杂对富锆PMN-PZT热释电陶瓷材料的相组成、微观结构,以及介电性能、铁电性能、热释电性能等方面的影响,还对实验结果提出物理机理的解释,同时还研究了PMN-PZT陶瓷材料的FRL-FRH相变行为。实验证明,锰掺杂不但能有效地降低PMN-PZT热释电陶瓷材料的介电常数和介电损耗,还能提高其热释电系数,这对提高探测率优值FD具有重要意义。在此基础上研制出了具有良好综合热释电性能的PMN-PZT陶瓷材料,其性能参数为:在室温时介电常数εr=197,介电损耗tanδ=0.15%,热释电系数p=3.5×10 -8C/cm2℃, FD=8.7×10-5Pa-1/2 ;在FRL-FRH相变时介电常数εr=300,介电损耗tanδ=0.45%,热释电系数峰值pmax=35×10 -8C/cm2℃,FD=40.5×10-5Pa-1/2。这些参数已满足课题指标,并符合制作器件的要求。