铁电陶瓷挠曲电效应的研究

发布时间：2023-02-10 08:36

　　挠曲电效应表示的是电极化响应与应变梯度之间的耦合效应,相较于压电效应,挠曲电效应具有以下优点:1.对材料的晶格对称性没有要求,广泛存在于各种介电材料中,且无需外加电场极化;2.挠曲电响应具有较好的温度稳定性,不会在退极化温度以上突然变为零;3.挠曲电响应具有尺寸效应,在纳米尺度下具有广阔的研究空间。二十一世纪以来,微电子产业的迅速发展使得人们对器件微型化的需求日益迫切,汽车和航空产业的发展也使得耐高温的机电耦合材料受到更多的青睐。因此,挠曲电效应受到了越来越多的关注,关于挠曲电效应的理论和应用的研究也取得了很大的进展,但仍然有一些疑问在困扰着研究人员。挠曲电系数是表征挠曲电响应的重要参数,单位为C/m(库伦/米),根据Tagantsev的理论研究,挠曲电系数的大小应在10-10C/m左右。但是,在实验中发现,挠曲电系数的测量值通常在10-6C/m,远大于其理论预测值。此外,作为挠曲电效应的另一个重要参数,挠耦合系数的测量值也比其理论值大2个数量级以上。这样的差异激发了人们的研究热情,研究清楚差异产生的机理,对于探究挠曲电效应的来源以及如何增强挠曲电响应有着重要意义。虽然已经有研究人员提...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 铁电性
        1.1.1 电滞回线
        1.1.2 居里温度
        1.1.3 常见的铁电材料
        1.1.4 弛豫铁电体
    1.2 铁电材料的应用
        1.2.1 铁电存储器
        1.2.2 铁电制冷器
    1.3 挠曲电效应
    1.4 挠曲电效应的研究现状
    1.5 挠曲电效应的测量方法
        1.5.1 悬臂梁法测量挠曲电系数
        1.5.2 三点弯法测量挠曲电系数
        1.5.3 点环法测量挠曲电系数
    1.6 挠曲电效应的来源机理
    1.7 挠曲电材料的应用
        1.7.1 挠曲电响应增强的压电纳米发电机
        1.7.2 压电超材料
        1.7.3 挠曲电器件
    1.8 本文主要研究内容和思路
    参考文献
第2章 样品制备及表征方法
    2.1 制备工艺
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 实验仪器及设备
        2.1.3 样品制备流程
    2.2 基本表征测试
        2.2.1 微观结构和物相表征
        2.2.2 介电性能表征
        2.2.3 挠曲电性能表征
        2.2.4 铁电性能表征
第3章 钛酸铋钠基铁电陶瓷挠曲电效应的研究
    3.1 引言
    3.2 自发极化表面的研究
        3.2.1 实验方案
        3.2.2 微观结构和物相表征
        3.2.3 介电性能和铁电性能的表征
        3.2.4 挠曲电性能的表征和表面效应的研究
        3.2.5 不同电极对挠曲电系数的影响
    3.3 本章小结
    参考文献
第4章 本征挠曲电效应的研究
    4.1 引言
    4.2 实验方案
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD和SEM分析
        4.3.2 BST组分介电和铁电性能表征
        4.3.3 BST陶瓷的弹性模量
        4.3.4 BST组分挠曲电性能的表征
    4.4 本章小结
    参考文献
第5章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3739369