导　　师： 唐新桂

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 缺陷是晶体材料中常见的一种状态,材料中最具有代表性的缺陷是氧空位(OVs)。OVs作为一种自掺杂(施主或者受主)对于材料的电学特性,尤其是介电性能起着举足轻重的影响。在钙钛矿结构铁电陶瓷材料中,尤其是含铅的陶瓷的制备过程中,OVs的产生是无法避免的,氧缺陷在功能材料的电学特性中扮演着重要角色(如:铁磁性能、介电弛豫特性、阻变特性、光伏效应等)。在高温区域,OVs诱导介电弛豫特性是铁电材料最显著的特性之一。同时,OVs的存在也会影响材料的铁电特性(如:铁电钉扎现象),进而对铁电材料储能特性与电卡效应也有着重要影响。(1)采取高温固相法制备了(Pb,Ba)ZrO3(PBZ)和(Pb,Ba)(Zr,Ti)O3(PBZT)系列陶瓷,研究了 PBZ和PBZT系列陶瓷的介电相变与高温介电弛豫特性,并结合阻抗分析技术对陶瓷的高温介电弛豫现象进行研究。得出结论:Ba含量的增加会降低PBZ和PBZT系列陶瓷FE-PE相变温度,由于铅不可避免的挥发,因此铅基陶瓷在高温烧结的过程中会产生氧空位(OVs)等缺陷,在高温区域,OVs将获得足够的能量而产生跃迁行为,进而出现高温介电弛豫现象。结合电导拟合计算结果,研究表明OVs的短程跃迁会导致高温介电弛豫行为,而双电离OVs的长程跃迁行为会增加材料的导电特性。(2)研究了 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、PbZrO3-SrTiO3(PSZT)陶瓷和PbZrO3(PZ)薄膜的弛豫相变、铁电储能等电学性能。PMN-PT和PSZT陶瓷均表现出明显的弥散相变行为。通过对PMN-PT和PSZT陶瓷铁电电滞回线进行拟合计算,得到了其室温下的最大储能密度分别是0.47和0.46 J/cm3。同时随着电场强度的增加,储能密度和能量损耗密度会呈现出明显的增加趋势;随着温度的增加,PSZT陶瓷储能密度和损耗密度则呈现出减少的趋势,储能效率基本保持不变。对于PZ薄膜,研究了 PbZrO3薄膜的铁电特性以及介电调谐特性,我们�

关 键 词： 陶瓷 氧空位 介电弛豫 储能 电卡效应

领　　域： []