钛酸铋钠基无铅铁电材料的电畴及疲劳性质研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

以(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xBaTiO3（BNT-BT）为代表的环境友好型无铅铁电材料，在准同型相界（Morphotropic Phase Boundary, MPB）附近显示出优良的压电与机电耦合性能，但与传统的铅基材料相比仍有差距，如何进一步提升其压电及机电耦合响应吸引了国内外研究人员的广泛关注。铁电材料的电畴结构及其运动规律直接关系到材料的性能与器件应用，对铁电畴的研究是深入了解材料微观性质、从而进一步提升其机电耦合响应的有效途径。另一方面，以BNT-BT为代表的无铅铁电材料在多次极化反转过程中，与传统的铅基材料相似，存在比较严重的疲劳现象，阻碍其在压电器件上的使用，研究和开发兼有高压电性能及优良电学性能稳定的无铅体系具有重要意义。在前期的研究工作中，通过组分与MPB的设计获得了具有高场致应变的三元无铅体系(0.935-x)Bi0.5Na0.5TiO3-0.065BaTiO3-xSrTiO3（BNBSTx），本论文拟在此基础上，通过研究其电畴结构随组分、温度、电场等条件的变化规律，进一步探索其高应变响应的物理机制，为新型无铅铁电与压电材料的设计提供指导，并研究了该体系在外界单双向电场下的疲劳性质。
　　本研究主要内容包括：⑴通过对具有高电致应变BNSBTx体系电畴结构的研究，发现随SrTiO3(ST)含量的增加，其电畴结构从典型的铁电多畴状态向非铁电状态转变。随温度的升高，BNBSTx各组分的压电响应中电畴结构逐渐变模糊并消失，并且电畴结构消失对应的临界温度随组分增加而降低。⑵通过对BNBSTx体系原位极化研究发现，在ST含量较低时，较小的电场即可诱导铁电三方向铁电四方相变，且撤去电场后相变不可逆；随着ST含量的增加，发生相变所需的电场显著增大，撤去电场后，部分电畴可恢复，可逆的电畴转变与相变过程是BNBSTx的高应变的重要原因。⑶研究了BNBSTx体系在单双向电场下的疲劳性质，发现在BNT-BT中引入ST后，其疲劳现象有显著改善，具有不同相结构的组分在双向、单向疲劳电场加载下，均表现出优异的电学稳定性。分析和探讨了BNBSTx体系的疲劳机理，我们认为该体系电学稳定性能优异的原因主要是该体系相对较低的缺陷密度，在单、双向电场下极化偏转过程中，电畴钉扎现象及局部电荷聚集现象减弱，使BNBSTx体系表现出优异的疲劳性质。另外，其矫顽场 Ec呈现不同疲劳响应跟外加电场下诱导的相变过程有关。

著录项

作者
田承越;
展开▼
作者单位

上海师范大学;

展开▼
授予单位上海师范大学;
学科凝聚态物理
授予学位硕士
导师姓名王飞飞;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类压电现象、电致伸缩;
关键词
铁电材料; 电畴结构; 机电耦合; 压电效应;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 铁电材料中的电畴: 形成、结构、动性及相关性能 [J] . 吕笑梅 ,黄凤珍 ,朱劲松 . 物理学报 . 2020,第012期
2. 循环电载下热效应对铁电材料畴变的影响 [J] . 张丽屏 ,余寿文 . 固体力学学报 . 2006,第4期
3. 铁电材料电畴结构的扫描电镜成象 [J] . 章天金 ,王世敏 . 湖北大学学报：自然科学版 . 1991,第1期
4. 钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的极化性能热稳定性研究进展 [J] . 任鹏荣 ,王家乐 . 中国材料进展 . 2021,第008期
5. 钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷的研究进展 [J] . 吕梦涵 ,郭刚昕 ,张开远 . 黄河科技学院学报 . 2021,第008期
6. 点缺陷对钛酸铋钠基铁电材料介电行为的影响 [C] . 刘来君 ,樊慧庆 . 2006年全国博士生学术论坛——材料科学分论坛 . 2006
7. 钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的掺杂及挠曲电增强改性 [A] . 李舜玲 . 2020

钛酸铋钠基无铅铁电材料的电畴及疲劳性质研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅