掺镧锆钛酸铅铁电陶瓷电致畴变的原位xrd分析

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1、／n-s／tuXRDAnalysisofElectricInducedDomainSwitchinginPLZTFerroelctricCeramicsAThesisSubmittedtotheGraduatesSchoolinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheMasterDegreeofScienceByYingLIUSupervisedbyYingZHANGDepartmentofMaterialsScienceandEngineeringCollegeofMaterialsXiam

2、enUniversityMay,2013厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体己经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：勃＼喙)DJ≥年6月譬日厦门大学学位论文著作权使用声明删Y嘤2攀34㈣

3、4舢0缨2舢7i6}f『本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月目解密，解密后适用上述授权。，(＼／)2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√

4、”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：素·I尚)pl弓年6月摘要铁电陶瓷在外电场作用下的畴变行为与其宏观性质直接相关，掌握外场作用下的铁电畴变行为对研究其非线性行为、失效机理、提高可靠性具有重要的理论指导意义。但是迄今而止，仍没有一个能够较为精确模拟材料的非线性行为且被普遍接受的本构方程。本论文将电加载装置与X射线衍射仪联用，通过自行合成特定组成和结构的掺镧锆钛酸铅(PLZT

5、)陶瓷材料，在外加直流电场作用下对PLZT畴变进行了原位XRD观测，得到相关参数值，从而改进了现有的非线性本构方程，探讨了将实验测试结果用于表征四方相PLZT铁电畴变与材料宏观极化强度之间的关系，为进一步理解铁电体的非线性行为奠定基础。结果表明，通过传统固相法合成的理论化学组成为Pbo．93Lao．07(Zro．52,T10．48)03的陶瓷材料为典型四方相结构，晶胞参数a=b=4．045A，c=4．10la，c／a=1．014，晶粒平均尺寸l～29m，致密度和性能良好，室温下矫顽场强度为850V／mm，介电常数约3000，居里温度约

6、为2500C，极化试样的压电系数约230pCm。在外加直流电场作用下对PLZT铁电陶瓷的原位XRD测试发现，电极及其制备方式、电场加载顺序、材料的退火处理、电畴应力回转影响未极化的PLZT铁电陶瓷蝶形曲线的对称性。外加电场强度的大小和方向导致铁电陶瓷材料衍射峰(002)禾D(200)的相对强度敝002)／陬002)乜2009)发生明显的变化，高达7％的a畴会在电场卸载瞬间发生回转。通过假设铁电多晶材料的介电系数受电畴翻转的影响和自发极化强度正比于材料表面的c畴数，基于原位XRD衍射峰强厶002)／敝002)啦200))随外加电场变化结

7、果，建立了多晶铁电陶瓷材料宏观极化强度随外加电场变化的模型，该模型能够从微观畴变行为的角度描述铁电体在电场循环作用下的非线性行为，从而改进了现有的非线性本构方程。在外电场的作用下，畴变本身比介电响应对四方相PLZT铁电陶瓷极化强度的影响更为显著。关键词：掺镧锆钛酸铅铁电陶瓷；原位XRD测试；本构方程厦门大学硕士学位论文IIAbstractDomainswitchingofferroelectricceramicsunderanapplicationofelectricfieldsisdirectlyrelatedtotheirmacr

8、oscopicproperties．Itisimportanttounderstandthedomainswitchingbehaviorofferroelectricsinordertostudythenonlinea