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反铁电材料由于其特殊的晶体结构,在外场(电场、温度场)作用下能够发生反铁电(AFE)-铁电(FE)相之间的转变,同时伴随着高密度相变电流效应,具有广泛的民用和军用背景。本论文面向反铁电厚膜材料在引信安保机构的应用,研究其在单一场和耦合场作用下的相变电流效应,实现不同外场作用下相变电流的有效调控,为反铁电材料在引信系统中的实际应用提供理论基础和数据支撑。 采用溶胶-凝胶技术制备了不同浓度、不同层数的PLZT反铁电厚膜,通过XRD、AFM、SEM和F20分别对PLZT反铁电厚膜的相结构、表面形貌、截面特征和膜厚进行了测试,结果表明:随着浓度和层数的增加,PLZT反铁电厚膜的厚度增加,晶面取向发生变化,膜的致密性降低,裂纹增大。 搭建了PLZT反铁电厚膜电学性能测试系统,硬件部分包括Agilent4284A LCR表、Keithley6517A静电计/高阻计、AI-708P温控仪、多功能显微探针台和计算机,通过GPIB和RS232C接口进行连接,采用Agilent VEE虚拟编程语言实现自动控制,可对PLZT反铁电厚膜单一场和耦合场下的介电温谱、相变电流进行测试。 研究了PLZT反铁电厚膜在单一场(电场和温度场)作用下的相变电流效应。结果表明:在电场和温度场作用下PLZT反铁电厚膜可分别产生密度达5.5×10-6A/cm2和1.0×10-7A/cm2的相变电流,随着浓度和层数的增加其饱和极化强度增加,相变电流密度增加;裂纹对于厚膜的电学性能有很大影响,决定了其饱和极化强度和相变电流大小。 研究了PLZT反铁电厚膜在耦合场作用下的相变电流效应。结果表明:通过施加外界温度场,可以实现对PLZT反铁电厚膜电场诱导相变电流的调控,随着外界温度的升高,其相变电场强度减小,电流密度增加;通过施加外界电场,可以实现对PLZT反铁电厚膜温度场诱导相变电流的调控,随着外加电场的增加,其反铁电-铁电相变温度减小,铁电-顺电相变温度升高,电流密度增加。