极化方式对硫系玻璃二次谐波的影响机理研究

为探索具有较大二阶非线性光学性能的玻璃材料，利用传统的熔融淬冷法，制备了0．8GeS2·0．1Ga2S3·0．1X2S3（X=P，As，Sb）三种硫系玻璃。通过Maker条纹法测试了玻璃样品在极化后的二次谐波特性，用热诱导退极化电流法研究了各体系玻璃分别在电场／温度场极化、电子束辐射极化后产生二阶非线性光学性能的机理，系统分析了玻璃组成结构、极化性能和二次谐波之间的关系。二次谐波测试表明：对于用电场温度场极化的样品，二次谐波稳定性较差，其中含磷的稳定性最好；相反，用电子束辐射极化的样品，整体稳定性要好，而含锑的玻璃的二阶非线性最强。热诱导退极化电流测试表明，在电场温度场极化玻璃后，由偶极子取向产生的二阶非线性光学性能的弛豫时间都很短；相反用电子束辐射极化玻璃后，硫系玻璃内部较多的结构缺陷可以有效形成吸收电子和二次电子，从而导致玻璃产生的二阶非线性光学性能相对来说比较稳定，具有较长的弛豫时间。

La_(2)O_(3)掺杂量对0.06BiYbO_(3)-0.94Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)三元系压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统的固相反应法制备0.06BiYbO_(3)-0.94Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)-x wt.%La_(2)O_(3)(BY-PZT-x La,x=0~0.6)三元系压电陶瓷,并研究了La 2O 3掺杂量对BY-PZT-x La压电陶瓷微观结构和电学性能的影响.研究结果显示,BY-PZT-xLa压电陶瓷为纯的四方钙钛矿结构,晶格常数随x的增加而减小,表明La_(2)O_(3)成功掺入BY-PZT压电陶瓷的钙钛矿结构中,La^(3+)取代A位的Pb^(2+)抑制了陶瓷的晶粒增长;随着x的增加,BY-PZT-xLa压电陶瓷的介电损耗因子和居里温度逐渐降低,但少量La_(2)O_(3)掺杂(x=0.1)可以大幅度提高体系的相对介电常数,并降低介电常数的温度系数;采用修正的居里—外斯定律研究了BY-PZT-x La压电陶瓷在居里温度以上的介电温度行为,发现其存在较弱的弥散相变特征;过量的La_(2)O_(3)掺杂(x>0.1)由于引入了过多的离子缺陷,钉扎铁电畴的翻转,从而导致P-E曲线被束缚.在BY-PZT-xLa压电陶瓷中,组分x=0.1兼具高居里温度(388℃)和高压电常数(320 pC/N),以及较高的热退极化温度(350℃),在高温压电器件中具有很大的应用潜力.

纳米金属Ag/高纯聚酯改性硅漆复合介质的介电行为

聚酯改性硅漆(SP)是用于硅器件表面保护的高纯绝缘材料。采用溶胶法制备的纳米Ag(直径小于20nm)均匀地分散到SP中后,对纳米复合材料的介电特性进行了研究。合适的纳米Ag含量使得纳米复合材料击穿场强提高,达到纯SP的112%,同时介电损耗也明显增加。采用热刺激退极化电流(TSDC)测量的结果表明纳米复合材料中存在两个较浅的陷阱能级,分别为0.52eV和0.62eV,陷阱密度分别为1.2×1010/cm3和2.0×1011/cm3,与纯SP中浅陷阱深度0.58eV、陷阱密度3.1×1010/cm3明显不同。复合材料低温下(77K)的体积电阻率明显高于纯SP,可以看作是库仑阻塞作用的结果。从介质物理的角度探讨了纳米复合材料与纯SP的特性差别。

0.06BiYbO_(3)-0.94Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)三元系压电陶瓷的氧化物掺杂改性研究

针对新一代声波测井仪器对其核心元件压电陶瓷兼具高居里温度、高压电系数以及高稳定性要求的迫切需求,本文采用传统的固相反应-无压烧结技术制备了一种0.06BiYbO_(3)-0.94Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_(3)(BY-PZT)三元系压电陶瓷,并研究了四种氧化物掺杂对其微观结构及电学性能的影响。由XRD和SEM表征可知所有样品均呈纯四方相钙钛矿结构,掺杂Cr_(2)O_(3)的样品平均晶粒尺寸最大。介电温谱和谐振频谱研究证实四种氧化物掺杂均能提高其介电性能的温度稳定性。掺杂La_(2)O_(3)的样品介电常数温度系数(Tk_(ε))最低,掺杂MnO_(2)的样品机械品质因素(Q_(m))最高,而掺杂CeO_(2)的样品抗热退极化性能最好。高温复阻抗(Cole-Cole图)分析表明,Cr_(2)O_(3)掺杂能够显著提高BY-PZT陶瓷的高温电阻率,陶瓷在高温下的电导行为主要由晶界响应控制。综合来看,掺杂La_(2)O_(3)的样品兼具高居里温度(T_(C)=397℃)和高压电系数(d_(33)=290 pC/N),并且在300℃退火4 h后d_(33)仍能保持在270 pC/N左右,有望在极限工作温度为300℃的高温压电器件中获得应用。