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等静压和温度诱导的PbLa(Zr,Sn,Ti)O_3反铁电陶瓷相变和介电性能研究.aspx

第50卷第9期2001年9月100023290Π2001Π50(09)Π1787208

物 理 学 报

ACTAPHYSICASINICA

Vol.50,No.9,September,2001

ν2001Chin.Phys.Soc.

等静压和温度诱导的PbLa(Zr,Sn,Ti)O3

3

反铁电陶瓷相变和介电性能研究

徐 卓 冯玉军 郑曙光 金 安 王方林 姚 熹

(西安交通大学电子材料与器件研究所,,西安)

(2001年2月5日收到;2001年3  Zr,Sni)O3(P2反铁电相变、介电压力谱和介电温度谱,,2反铁电相变压力降低,介电压力谱具;研究了等静压对介电温度谱的影响,结果表明等静压使铁电2反铁电相变温度降低,反铁电2顺电相变温度升高.这些现象有利于丰富和拓宽人们对温度和压力诱导的多组元弛豫型铁电体和弛豫型反铁电体扩散相变和弛豫行为的认识和理解.

关键词:等静压和压致相变,铁电2反铁电相变,介电压力谱,介电温度谱

PACC:7780,6470

1 引言2 实验

电场和温度诱导掺镧La的Pb(Zr,Sn,Ti)O3

(PLZST)反铁电(AFE)陶瓷材料的结构相变和介电、

  选取一个典型样品,其化学配比为Pb0.97La0.02(Zr0.65Sn0.235Ti0.115)O3,采用传统电子陶瓷工艺,通过

压电、电致应变等性能业已进行了深入的研究,它们

具有反铁电2铁电相变(AFE2FE)诱导电场小,电滞损耗低,相变时应变量高(018%),响应时间快(1—μs),相变时可在微秒时间内放出高功率脉冲电流2

等特点,从而可作为高功率换能器和高性能位移型执行器材料已引起人们极大的兴趣并受到重[1—7]视.然而这类材料在等静压下的介电、压电和相变性能研究较少,我们对掺镧La的PZST陶瓷材料在等静压下进行了相变性能研究,结果表明这类材料具有压力诱导的铁电2反铁电相变(FE2AFE)特性;测试了材料在不同温度下的介电性能随压力的变化曲线即介电压力谱,温度又极大地影响其相变压力和介电压力谱;测试了不同压力下的介电性能随温度的变化曲线即介电温度谱,压力也极大地改变其相变温度和介电性能,而且压力对铁电2反铁电材料扩散相变和介电弛豫行为的影响比温度的影响更加明显.

混料,烘干,900℃预烧2h,研磨,造粒,压制成直径10mm的圆片,铅气氛中1200℃烧结2h,所得陶瓷样

3

品的密度为719gΠcm.使用RigakuDΠmax22400型阳极转靶X射线衍射仪对粉末试样进行结构分析.在切成厚度为1mm的样品上镀银作为电极.电极化时,在样品上加上5kVΠmm直流电场,同时升温到100℃左右,保持10min,然后再降温到室温,用ZJ22型准静态测试仪对极化样品的压电系数d33进行测量.在等静压力和介电性能测试时,1)采用120t四柱双缸液压机双向加压,由同步箍紧式活塞圆筒型高压装置可产生2GPa流体等静压力,液压油作为液体传压介质,压力腔内装有锰铜丝作为压力计,连续慢速(1MPaΠs)加压,通过Keithley万用数字表测量锰铜丝电阻随压力的变化来确定等静压值,相对误差

μF的电容来收集样品所释小于012%.串联一个10

放的电荷,得到剩余极化强度与等静压力的关系曲

线,即压致相变曲线.2)介电压力谱测量采用计算机控制的HP4274ALCR测试系统,选取1,10,100kHz

Ξ

国防科技预研基金(批准号:98J121119)资助的课题.

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