放电等离子烧结细晶0.8PMN-0.2PT陶瓷的介电性能

铌镁酸铅-钛酸铅[Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3),PMN-PT]陶瓷是一种典型的驰豫铁电体。为了研究晶粒尺寸对PMN-PT陶瓷介电性能的影响,采用两步固相反应法合成了0.8PMN-0.2PT粉体,使用放电等离子烧结技术在不同温度下制备0.8PMN-0.2PT陶瓷,并分析了陶瓷的晶体结构、微观形貌和介电性能。结果表明:采用两步法能得到纯0.8PMN-0.2PT粉体,其晶粒尺寸约为0.36μm;当烧结温度为1100℃时,采用放电等离子烧结技术可以得到晶粒细小的纯0.8PMN-0.2PT陶瓷,晶粒尺寸约为0.69μm,密度为8.02 g/cm^(3),但是其介电常数较低,最大值为12708,介电-顺电转变峰为一个较宽的峰,且随频率增加,介电-顺电转变温度(T_(c))向高温方向移动,呈现典型的弛豫特性。此外,在频率为1×10^(2)~2×10^(6)Hz时,随温度升高,介电常数和介电损耗都升高。因此,采用放电等离子烧结法可以得到细晶致密且介电常数较高的0.8PMN-0.2PT陶瓷。

半化学法制备0.80Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.20PbTiO_3陶瓷的反应机理

采用半化学法制备了纯钙钛矿相的0.80Ph（Mg1/3Nb2/3）O3-0.20PbTiO3（简称为0.80PMN-0.20PT）陶瓷.反应前驱体是以硝酸镁的饱和溶液代替传统氧化物混合法中的氧化镁,与PbO、Nb2O5和 TiO2混合球磨得到的.该前驱体的TG-DTG-DSC和XRD分析表明,半化学法的反应机理不同于传统氧化物混合法和二次合成法的反应机理.在煅烧过程中,硝酸镁与氧化铅反应生成铅的活化中间体Pb6O5（NO3）2,由此活化的PbO或Pb3O4可与Nb2O5生成不稳定的、缺B位的焦绿石相Pb3Nb2O8;再与MgO反应生成钙钛矿相PMN-PT.

弛豫型铁电体Pb(B_(1/3)Nb_(2/3))O_3基复合陶瓷中两相共存的研究

在ＰＺＮ－ＢＴ－ＰＴ，ＰＭＮ－ＢＴ－ＰＴ和ＰＮＮ－ＰＴ系统中，用两相混合烧结法，分别制备了ＰＺＮ基、ＰＭＮ基和ＰＮＮ基复合陶瓷．介电性能测试结果表明，ＰＺＮ基陶瓷为两相共存的复相陶瓷；而ＰＭＮ基和ＰＮＮ基陶瓷中的两相都发生了很大程度的固溶．应用键价理论和键性分析对此进行了讨论，并从两组元间扩散动力学的角度和显微结构特征对这一现象进行了分析．

低温烧结PMZN陶瓷老化行为的初步研究

镁、锰同时掺杂的ＰＭＮ－ＰＺＮ－ＰＴ低烧陶瓷表现出明显的介电老化现象，恒温老化时，材料室温的介电常数及介电损耗随时间延长而下降，在室温下老化约１００ｈ后介电性能基本稳定。老化过程中的一定时间范围内，介电常数或电容变化率与老化时间的对数值呈线性关系。材料老化的程度与老化温度密切相关。

铌酸镁的合成与铌镁酸铅基电致伸缩陶瓷性能关系研究

研究了不同温度MgNb2O6的原始合成反应，结果显示游离MgO的含量随MgNb2O6合成温度的升高而减少．首先合成MgNb2O6，但合成时并不加入过量MgO，合成温度为1050℃，由此制备了一种PMN基电致伸缩陶瓷．在X射线衍射检测极限内，并未发现此PMN基电致伸缩陶瓷存在焦绿石第二相．对该陶瓷施加1kV／mm频率为0．07Hz的准静态电场，在室温下其纵向电致应变（S11）达1．05×10－3而滞后仅为6．8％．还研究了MgNb2O6的合成温度与PMN基陶瓷电致伸缩性能的关系，它表明PMN基陶瓷的居里温度Tc随MgNb2O6的合成温度的提高而增高，从而引起介电常数的下降和滞后增大．

大直径、高掺镁铌酸锂晶体的生长及其紫外光折变性能研究

我们生长了掺镁量分别为3.0mol%、5.0mol%、7.8mol%、9.0mol%的76mm高掺镁铌酸锂晶体,检测了这些晶体的生长条纹情况,并利用双光耦合配置测试了这些晶体在351nm紫外光下的光折变性能。从实验结果看,采用同成分共熔点铌锂配比的高掺镁铌酸锂晶体生长条纹比较多;虽然高掺镁铌酸锂晶体在可见光波段有很好的抗光折变能力,但是在紫外光下具有良好的光折变性能,可以作为优良的紫外光折变材料使用。同时,实验结果表明,掺镁量在5.0mol%的铌酸锂晶体具有最佳的紫外光折变性能。

共沉淀法合成铌镁酸铅──钛酸铅介电陶瓷粉末

通过共沉淀法合成铌镁酸铅－钛酸铅介电陶瓷粉末，经８００℃焙烧后，Ｘ射线衍射研究表明几乎为单一钙钛矿相；经１０００℃烧结的陶瓷片其密度达到理论值的９６．７７％，２０℃介电常数可达２０９４０。

基于掺镁周期极化铌酸锂晶体的内腔单共振连续可调谐光参量振荡器

为了用简单、紧凑的谐振腔获得稳定的激光输出,大的调谐范围和转换效率,设计了信号光单共振V型光学参量振荡(OPO)腔,采用内腔式抽运周期极化掺镁铌酸锂晶体(PPMgLN)的光学参量振荡技术获得了连续中红外宽波段调谐激光的输出。用808nm半导体激光抽运Nd∶YVO4晶体产生的1 064nm激光作为光参量振荡的基频光,通过V型腔灵活控制激光光斑并改变PPMgLN的极化周期和控制温度实现了2 249～3 706nm中红外的连续宽波段调谐激光输出。在半导体激光抽运功率为10.5W,极化周期为29.98μm,控制温度为411K的情况下获得了最高650mW的中红外激光输出,对应的中心波长为3 466nm,线宽为2.6nm,具有较好的单色性。在7.5W的入射功率下,最高808nm抽运光到闲频光的转化效率达7.73%,对应输出功率为580mW。

掺镁铌酸锂晶体吸收边紫移及占位离子的离子极化模型

测量了系列Mg^(2+):LiNbO_3晶体的吸收边,根据晶体吸收边紫移和离子极化理论,提出:Mg^(2+)将首先取代位于Li^+位的Nb^(5+),当浓度超过5mol％后,才开始进入正常Li^+位。此模型可解释Mg^(2+):LiNbO_3抗光折变增强和光电导增大的机制。

(1-x)Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-xBaSnO_3陶瓷的微波介电性能(英文)

用传统陶瓷制备方法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xBaSnO3[0.0≤x≤0.3,(1-x)BMN-xBS]体系微波介质陶瓷,研究了该陶瓷的微观结构和微波介电性能。用X射线衍射仪研究陶瓷的晶体结构。用扫描电镜观察陶瓷的显微结构。用网络分析仪测试陶瓷的微波介电性能。结果表明:晶格常数c和a均随x值的增加而增加;晶格常数比(c/a)随x值的增加而减小。当x≥0.1时,1:2有序衍射峰消失。陶瓷的平均晶粒尺寸在0.7～2μm之间。随x值的增加,陶瓷的相对介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)呈线性减小;品质因数与谐振频率的乘积(Qf)呈非线性变化。当x=0.15时,Qf达到最大值,为86200GHz。当x=0.3时,在此体系中可以获得τf接近零的微波介质陶瓷Ba(Sn0.3Mg0.233Nb0.467)O3,其微波介电性能如下:εr=26.1;Qf=42500GHz;τf=4.3×10-6/℃。

弛豫型铁电单晶Pb(Mg(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)电畴结构与铁电性能的关系

弛豫型铁电单晶Pb(Mg1 /3 Nb2 /3)O3_PbTiO3[PMNT]的电畴结构与铁电性能随组分变化 :由纯PMN至PMNT6 7/33晶体 ,晶体铁电性能由弛豫型铁电体向正常铁电体方向转变 ,电畴结构由微畴—不规则宏畴—规则宏畴演化 ,压电性能逐步增强 .电畴类型的转化也可由电场和温度诱导 .三方相PMNT晶体 (0 0 1)与 (111)切型晶片在极化后仍维持多畴态 ,它们在压电性能上的差异可从畴壁运动与两相共存方面获得解释 .尽管受晶体组分与结构起伏的影响 ,电畴分布的不均匀性在退火与极化前后始终存在 ,但晶体生长后期的退火处理与极化条件的改善对调节电畴结构、提高压电性能仍有一定效应 .

纳米铌镁酸铅机械化学法低温快速合成

采用一种新型螺杆研磨机,以氧化物为原料,仅需3h的研磨,即可得到钙钛矿相结构的纳米铌镁酸铅(PMN)粉体.并研究了原料粉质量、研磨功率、研磨时间等不同因素对于合成的影响.通过对比分析发现,提高研磨功率,可以缩短合成时间、提高产物纯度、减小粉体粒径.通过原料交叉反应实验,确定剪切力机械化学法合成铌镁酸铅的反应机理为:MgO与Nb2O5反应生成MgNb2O6,然后与PbO反应获得铌镁酸铅.

Mg4Nb2O9/CaTiO3复合介质陶瓷的结构和介电性能

以1.7%(质量分数)V2O5为烧结助剂,采用传统固相反应法制备了(1-x)Mg4Nb2O9+xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]颗粒复合微波介质陶瓷。研究了陶瓷的微观结构和微波介电性能。结果表明:当0.5≤x≤0.7时,经1150℃烧结5h制备的(1-x)MN-xCT样品仍为Mg4Nb2O9和CaTiO3相,没有生成其它新相,在不同相之间存在元素扩散。当x从0.3增加到0.7,样品的相对介电常数(εr)和谐振频率(f)温度系数(τf)随x值的增加而增大,而品质因数(Q)却随x增大而降低。当x=0.5,1150℃烧结5h后,获得的0.5Mg4Nb2O9/0.5CaTiO3+1.7%V2O5微波介质陶瓷的εr=20,Qf=48000GHz(f=8GHz),τf=-12×10-6/℃。

掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的生长(英文)

用改进的提拉技术从富锂[摩尔比n(Li2O)/n(Nb2O5)=58.5/41.5]熔体中生长了φ40mm×60mm的掺镁近化学计量比铌酸锂(LiNbO3)晶体。利用X荧光光谱分析了晶体中铌离子(Nb5+)和镁离子(Mg2+)的含量。通过紫外吸收和红外吸收峰研究了晶体中缺陷的结构,初步断定晶体中Mg2+的掺杂浓度已达到抗光伤阈值的浓度。生长晶体的比热容[0.69J/(g.K)]高于同成分LiNbO3晶体的比热容[0.64J/(g.K)]。

直流偏压对PMZNT弛豫铁电陶瓷介电性能的影响

对PMN－PZN－PT系弛豫铁电陶瓷的直流偏压特性进行了研究，直流偏压使介电常数的最大值εmax下降，介电常数最大值对应的温度Tmax升高，频率色散受到压抑．同时使介温曲线变得平坦．应用冻结偶极子、慢偶极子的概念，对实验结果进行了分析．

锂盐助烧铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷的压电性能

采用铌铁矿预产物合成法制备了锂盐[碳酸锂(Li2CO3),硝酸锂(LiNO3),氟化锂(LiF)]助烧0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.32 PbTiO3(PMN–PT68/32)弛豫铁电陶瓷。用X射线衍射分析陶瓷相组成并测试PMN–PT68/32的压电性能。结果表明:所有陶瓷样品均为纯钙钛矿相,无任何其它杂相。添加Li2CO3和LiNO3可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能有一定提高。添加LiF可以使PMN–PT68/32陶瓷压电性能提高很多,其中1150℃烧结添加LiF样品的压电性能为:平面机电耦合系数(kp)约为64%;厚度机电耦合系数(kt)约为54%;压电常数(d33)约为623pC/N;机械品质因数(Qm)约为96。添加Li2CO3和LiNO3样品只发生Li+在PMN–PT68/32的B位置换并产生氧空位。添加LiF样品可以通过F–取代反应产生铅空位来补偿Li+取代产生的氧空位。因此,LiF作为助烧剂的PMN–PT68/32陶瓷的优良压电性能不仅源于低温液相烧结以及阳离子Li+的取代,而且很大程度上源于阴离子F–的取代。

Li/Nb摩尔比变化对Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体光折变性能的影响

掺入摩尔分数为1%MgO,0.5%Sc2O3和质量分数为0.03%Fe2O3,从 Li与Nb 摩尔比分别为0.85,0.94,1.05,1.20和1.38的熔体中用提拉法生长Mg:Sc:Fe:LiNbO3(Mg:Sc:Fe:LN)晶体。测试了晶体的紫外–可见吸收光谱和红外光谱、抗光损伤能力、衍射效率、响应时间和光折变灵敏度。结果表明:随着Li/Nb摩尔比增加,Mg:Sc:Fe:LN 晶体的吸收边发生紫移;n(Li)/n(Nb)=1.05 的晶体分别在3466,3481cm–1和3504 cm–1处出现 OH–吸收峰;n(Li)/n(Nb)=1.38 的晶体在3504cm–1和 3535 cm–1处出现OH–吸收峰。随n(Li)/n(Nb)的增加,Mg:Sc:Fe:LN 晶体的衍射效率减小,响应速度和光折变灵敏度增大。n(Li)/n(Nb)=1.05 的近化学计量比 Mg:Sc:Fe:LN 晶体的抗光损伤能力最高。

0-3型铌镁锆钛酸铅/环氧树脂复合材料的介电和阻尼性能

采用树脂浇注成型法制备了0-3型铌镁锆钛酸铅(PMN)/环氧树脂(EP)复合材料,并用差示扫描量热仪(DSC)研究了PMN对环氧树脂固化性能的影响。介电性能研究表明,随着PMN质量分数的增加,介电常数和介电损耗都呈非线性增大;在小于105Hz频率范围内,介电常数随频率增大迅速降低,这主要是受复合材料界面极化影响,频率较高时,介电常数变化较小,表现出较好的频率稳定性;在测试频率范围内,介电损耗随频率的升高略有降低,但变化幅度很小。动态热机械分析(DMA)表明,复合材料的储能模量随PMN含量的增加而增大,损耗模量和阻尼损耗因子的峰值及阻尼温域受PMN含量的影响较大,当PMN含量为87.24 wt%时在90℃附近观察到新的阻尼损耗因子峰出现,且该峰对应的温度不随频率的改变而移动,该阻尼损耗因子峰可能为复合材料的介电损耗耗能所致。

铌镁酸铅—钛酸铅系陶瓷多晶相界附近的压电、介电特性

在多晶相界（MPB）附近，PMN－PT体系的压电系数d33达到367pC·N-1,平面机电耦合系数kp达到46％

Mg:Mn:Fe:LiNbO_3晶体的全息存储性能(英文)

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03%Fe2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体。检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力。掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3535cm-1。采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能。结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质。