PSN基弛豫型铁电陶瓷介电弛豫性能研究

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1、摘要弛豫铁电体是近年来迅速发展的一种非常重要的新型功能材料，被广泛的应用在电子器件中。目前各种新的弛豫铁电体层出不穷。但是对于弛豫机理，目前存在多种解释。为了更好的调控弛豫铁电体的性能，得到更多可供应用的工业材料，科研工作者一直尝试对弛豫机理做出解释。本文采用固相氧化物二步反应法制备Pb(Scl／2Nbl／2)03(PSN)弛豫铁电陶瓷和(1．x)Pb(Scl／2Nbl／2)03．XPbTi03(PSN-PT)陶瓷，并分别对它们进行了退火处理。运用X射线衍射和激光拉曼散射等分析测试手段对陶瓷微观结构进行表征

2、与研究；运用LCR数字电桥和铁电参数测试仪等测量系统对样品的介电性能和铁电性能进行了测量和分析。研究了退火对PSN弛豫铁电陶瓷的微观结构、介电性能和铁电性能的影响。X射线衍射谱和拉曼光谱结果分析表明，未经退火处理的陶瓷样品，其B位原子的有序度较低；当测试频率为100Hz时，其介电性能为：e．r≈3．3x104，Tin=970C，厶％=5。C；经过退火处理，陶瓷样品的B位原子的有序度明显升高，电性能发生了显著的变化：￡r减小，L和△％均下降。研究表明，B位离子利用退火过程中获得的能量，通过热扩散，进行了重排，

3、影响了PSN陶瓷的成键能和能量分布，导致了其介电性能和铁电性能发生了变化。我们利用双极化模型对陶瓷样品的介电温度谱进行拟合，尝试解释产生这种变化的内在驱动力。另外，本文还研究了PbTi03作为添加组元的(1．X)PSN．xPT陶瓷陶瓷的弛豫性能。结果表明，PbTi03加入后，陶瓷样品中的四方相相对含量上升，陶瓷的弛豫性变小，居里温度升高。当x=0．43时，我们可以得到使用温度高的高介陶瓷。通过微观结构分析，性能提高的原因可能与Ti4+离子对PSN陶瓷B位的取代以及部分Ti4+离子进入八面体有关。这对今后的弛

4、豫铁电体改性研究具有指导意义。．关键词PSN；退火；PbTi03；弛豫性ABSTRACTRelaxorferroelectricisailimportantadvancedfunctionalmaterialduetoitswideapplicationinmodemelectricfield．Greatprogresshasbeenobtainedintherecentyearsandnewrelaxorferroelectricsweresynthesized．However,themechanismo

5、frelaxorisstillindisputation．Intiffspaper,Pb(ScvzNbl／z)03(PSN)relaxorferroelectricandPb(gcl／2Nbl／2)03一PbTi03(PSN--PT)ceramicswerepreparedbyconventionaltwo·-stepmethodandthermaltreatmentwasadoptedtotheseceramicssamples．MicrostructureswerestudiedbyX—raydiffr

6、actionandRaman—scatteringspectroscopyetc．Dielectricpropertiesandferroelectricpropertiesweremeasuredbydigitalelectronbridgeandferroelectricparametermeteretc．Theeffectofthermaltreatmentonmicro—structure，dielectricpropertiesandferroelectricpropertiesinPSNrela

7、xorWasfirstlystudied．Itwasfoundthattheas—-sinteredsamplehasthelowestB--siteorderdegreeaccordingtotheanalysisofXRDandRamanresult．Thedielectricpropertiesmeasuredat100Hzwasobtained：￡产3．3x104，T,n=970C，么％=50C；withtheincreasingtimeofthermaltreatment，theB．siteord

8、erdegreeincreasedandthevarietyoccurred：thevalueof8rdecreased，andbothofTmandzSTmdropped．ItWasfoundthatthethermaldiffusionandtherearrangementofB-sitecationsintheprocessofannealingledtothevarietyofenergyandthech