【摘 要】
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二元系PbZrO3-PbTiO3(简称PZ-PT)固溶体PZ区的反铁电材料具有场诱相变和温度相变等特性,可应用于储能电容器、大位移致动器、换能器等领域,其中三方相区的材料具有较高的热释电
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二元系PbZrO3-PbTiO3(简称PZ-PT)固溶体PZ区的反铁电材料具有场诱相变和温度相变等特性,可应用于储能电容器、大位移致动器、换能器等领域,其中三方相区的材料具有较高的热释电系数,可用于红外探测、可调变压电和热释电探测器等领域。目前有关PZ-PT-A(BB")O3型三元系材料的研究主要集中于准同型相界附近,对其PZ区的研究还未见报道。本论文通过固相法合成了一系列(1-x-y)PbZrO3-xPbTiO3-yPb(Zn1/3Nb2/3)O3(简称PZ-PT-PZN)PZ区的铁电陶瓷,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析了材料的物相、晶粒度和铁电畴形态,采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)的明场成像(BF)和选区电子衍射(SAED)技术深入研究了材料的畴结构和晶体结构,并测定了材料的介电性能和铁电性能。
区域Ⅰ的研究结果表明,随着PT和PZN含量的增加,材料由正交相逐渐向三方相转变,室温介电常数从560逐渐增大到1020,反铁电-铁电相转变温度有所降低,且PT含量影响更为明显,电滞回线逐渐宽化,当x+y=0.25,x/y=0.4时材料具有优良的铁电性能,其中剩余极化强度为26.5μC/cm2,矫顽场为10.3kV/cm,并由此确定了正交相和三方相的相界线。
区域Ⅱ的研究结果表明,随着PT和PZN含量的增加,铁电畴的尺寸逐渐减小。三方相区内具有两种不同结构的空间群,即R3c和R3m,通过超结构衍射斑点消失,即转变为R3m的特征,确定了R3c和R3m的相界线,材料的介电常数呈增大趋势。由此建立了三元系PZ-PT-PZN铁电陶瓷PZ区的相图,为该区域材料的应用提供了理论指导。
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