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1、·,.第9卷2第1期2物理学报Vol9N2o12.TAPYASIHSINAIAee,19801980年1月2D层状结构铁电材料热压择优取向度的X射线测定法郭常霖吴毓琴(中国科学院上海硅酸盐研究所)1980年3月20日收到要.本文提出了层状结构铁电陶瓷经热压后材料择优取向度的定义和x射线测定方法只需.测定任一或数条(。01,即可求出取向度用含秘层状化合物)衍射线加压前后衍射强度比值4,,,.I,b巩iT0作为测定实例证明了这一方法的适用性L,一”,含锁层状结构铁电陶瓷是一类重要的电子材料已发现的这类化合物超过六十
2、多.+2和铁电性鹰钙钦矿层(,一,B,O’3n+,2一种这类材料的结构由顺电性秘层(iBzq)A)交替.,,A,,sr,,叠合而成具有明显的层状化合物特性结构式中代表iBbPaBca等离子,,.BN,Ta,水15代表iTbw等离子(层数)为一含秘层状结构化合物一般属正交晶【`,7],BZob(己乙),AZla。Bb系奇数层化合物的空间群为偶数层化合物的空间群为或.,,2、(C泊这类陶瓷材料经热锻或热压延工艺后将产生明显的加工形变并呈现强烈的.择优取向,晶粒的(001)层状结构基面平行于受压表面热压后具择优取向的
3、材料其铁电性能有一定的提高.因此热锻或热压延工艺是改善含秘层状结构陶瓷铁电性能的一个途径,测定热压后择优取向度是研究不同工艺过程对铁电性能影响的重要依据.一、择优取向度的定义gterin,x射线测定方法oL广提出了层状结构化合物择优取向度f的定义和op一pl一Po其中p。和户分别是未加压无择优取向材料以及加压后有择优取向材料的(。01)衍射线强度和与全部衍射线强度和之比值,(。`。:)艺ol艺森一,·0P~下不厂一一P~不不一丁了.一`;;z、二,、》1)I入名`~曰、仆气.J``~日、~飞一,.多年来,,有关
4、这类材料择优取向度的测定文献上一般均引用这一定义和测定方法然而:这一定义明显存在如下问题12:层状结构铁电材料热压择优取向度的X射线测定法1期郭常霖等1641.取多少衍射线(或取多大的衍射角日范围)才算是全部衍射线不明确.而取不同的,.44衍射线数i或B角范围时p.和p值不同因而f也不同从我们对bPiBiTO15无择优取向及有择优取向的两个试样的测定及计算结果(图l)可明显看出.f值随取线的多少变动于70一10外之间.2.p及.材料经热压有择优取向后,不同(h钊)衍射线有不同f的物理意义不明确,,的增强或减弱趋
5、向并不是只有(001)增强其余.00190。都减弱与()面夹角小越接近的晶面的,。,币0衍射强度越有减弱的趋向越接近则越有,,,l肠l增强的趋向亦即庆越大强度越可能增.,,2弓。。强实可知诱<的衍射增强价>35从验2.的衍射减弱(图)3.f值与实验方法有关.得的用射仪求衍收集强和在照相聚照相用测微度德拜或焦中光度计,,强时因仑兹因子和吸因子的不同收集度洛收不,。日p同角处衍射线的相对强度不同从而引起和p.值的不同.4,.实验要测定大量衍射线的强度手续繁琐;:,1含锡层状化合物Pb山il抓),图受对于正晶的含秘层
6、状构电陶瓷热交系结铁压后Lotg二ing方法计算择优取向压试样按.。,P,(001)择优取向意味着〔001]逐渐趋向加压方向度j实例Pf均随8范围r自i变.无择优取向的材料各晶粒【001极点在极球上是分布均匀的热压后各晶粒[01极点都.3(a)的北极N]移动的趋势(由于对称只考虑北半球)有向加压方向[图的移动极点服a2图()!425物理学报29卷Pb,u。,图2含铭层状化合物Bi,T.iq未热压试样(a)及经热压延试样(句的x射线衍射图CK40k,.,“v25mA<25经热延后射线增强外价的也明显强压除(01)
7、衍线增.qBEB为x从一定的统计规律假定加压后极点密度(劝沿北极N至赤道(设N轴)按3(b)],N点.。高斯分布[图其极大值处于极球的北极曲线的积分宽度一__:(`)、二{,b~axqmxEa,所对应的轴上的点在极球上与垂直轴夹角所以所有极点相当于以极大值密度:./“叮,(即~o或N点处的密度)均匀分布一于半张角为的球冠上N点附近〔001]可见在,又qmr一、,一吸闰è厂NEBa()极球及加压试样方位(帅加压后极点密度的高斯分布图3层状结构陶瓷热压延择优取向度F定义示意图.,,,l)虽然对于高斯分布曲线的半高宽
8、接近等于积分宽度但严格地说应采用积分宽度的概念12:x期郭常霖等层状结构铁电材料热压择优取向度的射线测定法1643,001极点的密度反比于球冠的面积而任何一条()衍射线在热压前后的强度比正比于N点附近〔.001]极点密度之比2二RZ-一eosa()~l一蛀n切冰ZI2尤R,“.,F随着择优取向程度的增加不断增大因此定义层状结构材料加压后择优取向度正,.。F~“比于即。/90显然有1.I
