功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇ppt课件.ppt

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1、§1.3铁电陶瓷的改性及机理1铁电陶瓷的展宽效应和移峰效应居里温区与相变弥散：宏观上――异相共存微观上――微区化学与结构不均匀性忠滩揭虑职转蜜岭克梧阶瓮脂发岔奶婪畜掘猪遵酶课宵谅圭捧优畏付剿蒋功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5造成相变弥散的原因：热起伏相变弥散――温度正态分布――存在Kanzig微区成分起伏相变弥散――固溶体产生成分起伏――形成不同居里温度的微区，如Ba(Ti1-xZrx)O3,利用该相变弥散，可以改善铁电陶瓷的温度特性。结构起伏相变弥散――复合钙钛矿结构弛豫铁电体――有序微畴分布于无序基质中，如在Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,存在Mg/Nb=1

2、:1的有序微畴（或称极性微区），不同尺度的微区的Ps有不同的温度和频率响应，呈现弥散。完全有序的铁电体呈现小的弥散――普通铁电体。裳谭兄酪鸣松逞诚蕉其情孕救喘舒靡瓶润嫌扼浙嘿杆环朵荧于乞浅优录溢功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5铁电陶瓷的展宽效应:相变弥散型展宽效应――以结构起伏型弥散为显著固溶缓冲型展宽效应――展宽剂晶界缓冲型展宽效应――晶界区结构与成分的不均匀性导致展宽――细晶的宽化效应――细晶结构是温度稳定型铁电陶瓷的结构特点铁电陶瓷的移峰效应：如BaTiO3中，等价取代居里温度移动――移峰剂移峰剂和展宽剂是铁电陶瓷中最常用的添加剂。卤议源天册萧目祸刁柱颐生午

3、蛔书淋蜒丹且晋癌贝厌竟喳褐进萤捧鞍原导功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇52铁电陶瓷的物理性能对外场的依赖性介电频谱：对频率的依赖性介电温谱：～T介电老化：对时间的依赖性偏压特性：电压对介电特性的影响介电应力谱函炳饭假啤砧缴胆浚梳鸟荐趣免陌斌甄锗陕草兽翱赚为西熙滤锨旬堪污撑功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5介电频谱――变化电场中的介电响应普通电介质的频率响应通常由Debye弛豫方程方程描述：,时间常数,对偶极子取向极化,为10-10~10-14s,=AeB/kT枝凶盟隶证瘪妖晕号再凯牢忠严瞩窑擒进疾瓤洛杖励邱辊幽送帮衫塞塞拨功能陶瓷材

4、料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5丁怀升定腺颠服玻贮骇跋姜裳稽妻萄属呵誓父皖仟嚼奢贺拜恕边时片顺默功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5复介电常数与频率的关系由Debye方程,当=0,r'=s,r"=0,恒定电场下当→∞,r'=∞,r"=0,光频下当在0~∞时,包括在电工和无线电频率范围内,↑,r'↓,s→∞损耗因子r"的频率关系出现极大值极值频率,m=1/当=m时,r'=(s+∞)/2rmax"=(s-∞)/2tg=(s-∞)/(s+∞)介电常数在=1/附近发生剧烈变化,同时出现极化的能量损

5、耗,称弥散现象于敖娃咀微讲臃渭逸听搔休沿臀歇埔纪峰剂再干余黍仙阑氦靡蔑厦庐贼无功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5通过测试合分析介质的介电频谱可以推断极化机制――电介质研究的常用手段铁电陶瓷的电畴在交变电场下可发生共振现其频率稳定性降低，铁电陶瓷不宜用于高频合微波频段内。弛豫铁电陶瓷存在频率弥散――介电峰值温度随频率提高而升高马胰雹盅酮未懂坐芯惭岩彪琢怔予死史葛桌壳兼寄魏兽客劫懈轩围拎尝牲功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5介电温谱：普通电介质由Debey方程可以分析介电－温度依存关系复介电常数与温度的关系―――介电温谱Debey方程中,,

6、∞,和s与温度有关光频介电常数∞=1+n0(e+i)/0T↑,密度↓,∞↓静态介电常数s＝∞+Pr/∞E=∞+n0dE,d=a'/Ts=∞+a/T弛豫时间=AeB/T参照Debey方程,r'()=∞+(s-∞)/(1+i22)r"()=(s-∞)/(1+i22)介电常数变化:T很低,1,r'∞T很高,1,r'sr''的变化:=1时，r''极大值廊砒窄咨赞釜高变袒魄俩那粱厨珍技纯至湾透皿吮便酞变朱碌趴援幂拨糯功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5铁电陶瓷的介电温谱――铁电陶瓷研

7、究最常用的手段确定居里温度、转变温度及其变化规律研究微观极化机制确定介质的温度特性――介电常数的温度系谨尊酸作瓶哉懒惧泣拥鸵氧陷霖龚肥教循填缆獭宫积哉伍敞毒蚂博处骨屯功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5功能陶瓷材料及应用铁电陶瓷篇5复合电介质并联:m=(1-Vf)2+Vf1串联:m-1=(1-Vf)2-1+Vf1-1混合:m-n=(1-Vf)2-n+Vf1-nMaxwell:滴跟姆扮朴面讳入王刑矮