论文部分内容阅读
热释电红外传感器具有成本低廉、无需制冷和对红外波长无选择性等优异特点,在红外探测和红外成像领域占有极其重要的地位。以热释电材料制备的非制冷红外焦平面阵列已被证明具有与制冷型红外焦平面阵列相竞争的优良性能,从而引起越来越多研究者的兴趣。本文以PLCT热释电陶瓷为主要研究对象,以传统固相法制得完全钙钛矿相结构的PLCT。系统地研究了PLCT陶瓷材料的介电性能和热释电性能。TG-DTA分析结果表明:PLCT体系在700℃就开始形成钙钛矿相,在1300℃PLCT就已经开始熔解,因此PLCT陶瓷的烧结温度不宜超过1300℃。XRD分析结果表明:PLCT陶瓷在（110）晶相上出现了最强的衍射峰,并随着温度的升高（110）取向衍射峰在1200℃达到最强,这表明在1200℃时晶粒长大、增多,结晶状况趋于良好。因此PLCT陶瓷最合适的烧结温度为1200℃。采用预合成的陶瓷粉料,经球磨、成型、排塑、烧结等工艺,制得PLCT钙钛矿相热释电陶瓷。通过对不同组分Pb1-x-yLaxCayTi1-x/4O3陶瓷介电性能和热释电性能的研究,发现随着镧含量的增加热释电系数明显提高,但介电常数也随之增加。而钙含量则对材料的介电性能和热释电性能影响不大。综合起来得出x=0.1, y=0.1这一组分的PLCT陶瓷热释电性能最优。通过对Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O3陶瓷的掺杂改性研究,发现掺锰可以降低PLCT陶瓷的损耗,掺铬可以提高PLCT陶瓷的热释电系数。经测试表明:掺Mn量为1.0%mol的Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O3陶瓷的综合性能最好,介电常数为369,损耗为0.003,热释电系数为6.0×10-8C/（cm2K）,探测率优值为7.5×10-5Pa-0.5。对PLCT陶瓷的微观机理研究表明,纯钛酸铅不易成瓷且居里温度高,掺镧和钙有利于钛酸铅由四方相到立方相的结构转变,大大降低了铁电-顺电相变温度,增大了材料的热释电系数。