原位XRD法研究电疲劳过程中铁电陶瓷PLZT的畴变

利用SEM观察了未疲劳和疲劳铁电陶瓷极化试样的断口形貌.利用原位XRD观测了电疲劳过程中极化试样表面铁电电畴的变化,并记录了相应的剩余极化强度.实验结果表明:疲劳试样的主要断裂模式为沿晶断裂;随疲劳次数的增加,每次疲劳后试样表面I(002)减小,I(200)增加;每次疲劳后在外加电场作用下试样表面I(002)增加幅度和I(200)减小幅度随疲劳次数的增加而减少.这些现象说明:可翻转电畴的减少是剩余极化强度降低的主要原因;非协调高畴变应变形成大量沿晶微裂纹并导致疲劳试样主要断裂模式为沿晶断裂;沿晶微裂纹的形成和伸长主要发生在电疲劳的初期.

BaTiO_3单晶压痕裂纹的畴变和裂纹扩展的原位观察

金相显微镜原位观察了面内极化的BaTiO3单晶在瞬时电场作用下的畴变和裂纹形核、扩展的关系以及未极化BaTiO3单晶在恒电场下Vickers压痕裂纹扩展和电致畴变的关系．结果表明,畴变是裂纹形核、扩展的先决条件,但不存在直接的关系．在恒电场下,未极化的BaTiO3单晶卸载压痕裂纹的滞后扩展可以导致畴变区的扩大．

温度对PLZT铁电陶瓷电疲劳性能的影响

利用常规方法制备了Pb0.97(La,Nb)0.03Zr0.53Ti0.47O3铁电陶瓷,研究了温度对Pb0.97(La,Nb)0.03Zr0.53Ti0.47O3铁电陶瓷电疲劳性能的影响。结果表明,温度对PLZT铁电陶瓷电疲劳性能影响很大,随着温度的升高,电疲劳速率降低。样品的介电温谱及断口SEM分析表明铁电陶瓷电疲劳机制主要为畴钉扎机制和内应力集中造成沿晶微裂纹。

PLZT铁电陶瓷的电疲劳机理

探讨了PLZT铁电陶瓷的电疲劳特性及疲劳机理,测量并比较了室温下电疲劳前后材料的介电温谱及电滞回线以及疲劳试样在高于Curie温度之上保温数小时之后其室温下的介电温谱及电滞回线。测试结果表明疲劳试样在高于Curie温度之上保温数小时之后其室温下的介电温谱及电滞回线明显不同于电疲劳前试样的介电温谱及电滞回线,SEM分析表明疲劳前样品的断裂模式主要为穿晶断裂,而疲劳后样品的断口模式主要为沿晶断裂,利用原位XRD分析得出样品在交流电场下由90°畴变导致的畴变应变高达0.1％,这种反复高畴变应变造成的沿晶微裂纹,最终导致了铁电陶瓷的电疲劳。