pmnpt弛豫铁电体的合成、电畴与性能研究

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1、PMN-PT弛豫铁电体的合成、电畴与性能研究学科：材料加工工研究生：(签名)指导老师：(签名)摘要采用熔体淬火方法制各出纯钙钛矿结构的PMN-PT弛豫铁电材料粉体：用D／Max一2400X射线衍射仪测试铁电材料粉体相结构，研究了不同淬火温度和原料配比对钙钛矿结构含量的影响；采用退火和淬火方法对PMN一32PT晶体样品进行处理，用光学显微镜观察了PMN一32PT晶体电畴组态：建立了简单立方晶体的电畴模型，研究了不同方向PMN一32PT晶体电畴形态；测试了(001)切向PMN一32PT晶体的压电、介电和热释电性能。获得的主要结

2、果如下：1．采用熔体淬火处理，可以获得纯钙钛矿结构粉料。x射线衍射相结构分析表明：按照PⅢ一32PT晶体成分配料，凝固后不能获得纯钙钛矿结构，在PMN一32PT中外加lOm01％PbO，能够增加钙钛矿结构的含量。获得纯钙钛矿结构的工艺参数为：在PMN一32PT中外加10m01％PbO，保温温度为1280℃一1380℃，保温30分钟，水淬。2．电畴的生长有利于减小晶体在发生顺电一铁电相变产生的自由能，平直条带电畴的形成有利于降低退极化能，900电畴的形成有利于降低相变引起晶格失配产生的应变能；900电畴的形成在时间上存在差异

3、，晚期形成的畴壁覆盖于早期形成的畴壁之上；建立的电畴模型与实际晶体的电畴比较吻合。3．PMN一32PT弛豫铁电单晶的电畴形貌观察结果表明：在90℃以下退火后，电畴基本保持室温组态，但局部出现微弯曲：在120～160℃退火后，电畴明显粗化，条带宽大，且局部由条带型转变为回字型；在2lO℃退火后，电畴条带规则，均匀细小；随着淬火温度的升高，电畴形态变化过程为细小条带型一夹角型一回字型一粗大条带型。4．压电常数老化过程存在两个阶段，快速老化期满足公式以，=d，、一47．93lLog(t×60)：(001)切向PMN一32PT晶体

4、的性能：压电常数d。，为2450pC／N；频率为lkHz下，室温介电常数￡为3790．9，室温介电损耗tane为0．024：居里温度T。为147．8。c：厚度伸缩机电耦合系数k。为船％；横向机电耦合系数k，．为63％；热释电系数为12．8×104cm4K～。关键词：弛豫铁电体；熔体淬火；钙钛矿结构；电畴；压电常数Synthesis、DomainandPropertiesofRelaxorOiscipline：MaterialsStudentsignatureSupervisorsignature：Ferroelectric

5、sPMN．PT91eeFlfigAbstractRelaxorferroelectricsmaterialpowderhavebeensuccessfullypreparebyMeltquenching．PhasestructureofferroelectricmaterialpowderweretestedbyD／Max一2400Xraydifiraction．Theinfluenceofquenchingtemperatureandrawmaterialscompositiontothecontentofperovsk

6、itephasestructurewerestudied．ThePMN-32PTsinglecrystalssamplehadbeentreatedbyannealingorquench．ThedomainwereobservedthroughNeophot30large-scaleoptiCSmicroscope．AdomainmodelofsimplecubiccrystalwassetuDtoexplainthedomainshapeofPMN一32PTcrystals．Dielectricpiezoelectric

7、ityandpyroelectricpropertiesweretested．ThemainresultsandconclusionsCarlbeorganizedasfollows：1．Powdersofpureperovskitewerepreparedbymeltquenchingmethod．InvestigacdresultsindicatedthatpowdersofpureperovskitecouldnotbepreparedaccordingthePMN．32PTrawcomposition．Additi

8、on10％molPbOwasbeneficialtotheincreasionofperovskitephase．TheoptimizedparameterstosyntheticspureperovskitehavebeenfoundthatstoichiometricPMN-32PT+l0mol％P