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《和陶瓷的热释电效应与晶格参数的系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期无机材料学报,年月、目,和陶瓷的热释电效应与晶格参数的关系’孙大志翟翠凤金绮华姚春华李晓辉林盛卫中国科学院土海硅酸盐研究所上海摘要测量了错钦酸铅和钦酸铅陶瓷材料的热释电效应,利用射线衍射测,量了陶瓷材料在不同温度下晶格结构变化研究了和陶瓷材料的热释电效应与晶格参数之间的相互关系,实验表明,陶瓷材料的热释电系数的大小与晶格参数随温度,轴。比随温度变化大的材料,变化的情形有关与其热释电系数较高关键词,,热释电,一叮衍射引言热释电效应是晶体的一种物理效应,最早是由,比在年观察,到的晶体受,由△,△,,热温度升高于温度的变化而导致自发极化的变化在温度均匀变化
2、的情况两者的关系可用下式表示·△只△式中为热释电系数并不是所有结构的材料都具有这种热释电效应,在个晶体点群,属中于个极性点群的晶体才具有热释电效应自发极化随温度发生变化是热释电效应的来源,自发极化的大小与晶体结构有着密切的联系,具有结构各向异性的晶体才可能具,随,,有自发极化对于晶格结构各向同性的材料着温度的升高体积受热膨胀各个方向的晶轴的仲长是一致的在晶格结构各向异性的铁电材料中,随着温度的升高,各个晶轴的,甚,,伸长是不同的至可能缩短有着向对称性高的方向衍化的趋势结构上各向异性的逐,,渐减小导致自发极化逐渐减小因此产生热释电效应热释电效应的大小与晶格结构
3、随温度的变化密切相关材料是具有高居里温度的钙钦矿型铁电体,对其晶格参数和各种离子在室温时发生的偏离原型结构的平衡位置的位移已经进行了测试和研究【‘,“陶瓷的热释电系数大,介电常数小,是一种性能优越的热释电材料,以这种材料制作的红外探测器,不用附加致冷,,,器可在接近室温情况下使用效率比热敏电阻高十倍的铁电性是年代发现的随后对其结构一,,,和压电性能开展了广泛的研究开发了诸多应用同时它也是一种具,并具有易于烧结的优点添加改性有较佳性能的热释电材料和取代改性对于改善材料的“一烧结性能和使用性能都有着十分重要的作用【本文测量了改性的,和陶瓷材料在不同温度下的晶格参
4、数的相对变化采用电,实验结果,。荷积分法测量了它们的热释电系数显示陶瓷材料的晶轴缩短的程度比材料的大,的变化也是材料的较大,相应的材料的热释电系数较高,,,,材料的热释电系数较低和陶瓷材料中在不同的温度区域晶格参数的变化是。月,曦日收到修改稿年日收到初稿月国家自然科学基金资助项日无机材料学报卷不同的,相对应的热释电系数也不同,晶格结构较大的变化对应着较高的热释电系数遵循这样的规律,通过掺杂和改性制备晶格结构随温度发生较大变化的陶瓷材料,可望得到具有较高的热释电系数实验采,材料的主要成分用常规陶瓷材料制备工艺制备了经改性的和样品为坛。,样品的烧结条件为,保温,
5、样品加工、,“成直径为厚度为的小圆片在的硅油中以的电场强度极化,,,、而样品的烧结条件为保温样品加工成直径为厚度为的小圆片,极化条件与材料相同利用电荷积分法分别测量了这两种铁电材料的热释电效应,,、、“将烧结好的样品研磨成粉末分别在进行了射线粉末衍射实验结果与讨论以电荷积分法测量了,和陶瓷材料的热释电输出以此计算了它们的热释电系,如、,夕数图所示在不同温度下和粉末的射线衍射图形分别如图所示,角与心值列干表与表””一嘻二留‘”优—嗜卜‘·“〕’二”卜‘‘,‘’沁一,,一一一厂图室温陶瓷材料的射线·、‘、、‘,图帅川和帅陶瓷衍射图,。。、材料的热释电系数、,,、
6、,、、、、功沪、,“经过对图的射线衍射图形的分析材料在室温至的范围内属于四,口“,,,方晶系密勒指数的角在附近随温度升高该衍射峰逐渐向高角度偏移密乡”,勒指数的角在附近的衍射峰逐渐向低角度偏移根据衍射公式、、,,‘夕‘久衍射角度增加,对应的面问距减小衍射角度减小,则对应的面间距增加,山此可见,随温,,,比减,。,度升高材料的轴缩短轴仲长小而自发极化是沿着轴的方向轴缩短,以及晶格结构各向异性的减小导致自发极化减小,在宏观上呈现出热释电效应进一期孙大志等和陶瓷的热释电效应与晶格参数的关系,“室温”陶瓷材料的射线衍。图不同温度下陶瓷材料的射线川、。。衍射图,。‘、
7、‘依步的观察可以发现,在不同的温度范,围““,如与相比较前一温度段内的轴以及的变化较小,后一温度段的较大,由热释电测量可知,在、“,温度区域的电荷积分曲线的斜率较小即热释电系数较低,“温度区域的电荷积分曲线的斜率较大,热释电系数较高,显然,轴和比的相对变化对热释电系数的大小起着十分重要的作用,对于陶瓷材料图显示的射线衍射结果表,明其结构属于四方晶系由图可见,与材料相似,随温度升高,轴缩短,轴仲长,比减小,“在一范围内的晶格结构的变化小于”,在温度范围内的变化相应的热释电系数在后一温度段中的较高,由此可,,。,比见随温度升高轴缩短的幅度图不同温度下陶瓷材料的射
8、线变化的大决定了热释电系数的大小衍射图从材料和材料之
