铁电陶瓷的挠曲电老化行为及其机理研究

发布时间：2024-01-21 18:56

　　挠曲电效应是指一种由应变梯度诱导产生电极化的效应,具有不受晶体对称性的限制和显著的尺寸效应(尺寸越小应变梯度越大)等优点,可广泛应用于微纳驱动和传感等领域。然而,目前对于挠曲电材料结构-性能关系的研究在手段和内容上均相当匮乏,严重制约了挠曲电材料的器件化。本论文从挠曲电材料和器件的服役性能出发,系统研究了铁电陶瓷中挠曲电效应的疲劳与老化行为及其机理。主要研究内容和主要结论有:选取ABO3型钙钛矿典型材料K0.5Na0.5NbO3(KNN)和BaTiO3(BTO)等铁电陶瓷为研究对象,并以量子顺电材料SrTiO3(STO)作为对照,对B位元素进行变价掺杂,实现了对上述材料氧空位浓度的调控,通过深入总结材料在受到持续弯曲振动下的性能变化现象(挠曲电疲劳老化),以及材料的挠曲电系数与振动周期、振动时间、振动频率的依赖关系,并对比材料的铁电性和介电性的疲劳老化规律,得出以下结论:1、变价掺杂的KNN和BTO铁电陶瓷的挠曲电系数随振动周期数和老化时间的增加而下降,且下降规律与铁电性、介电性的疲劳老化规律一致,均可用指数衰减函数拟合,证明铁电陶瓷的挠曲电老化(疲劳)与材料的缺陷结构(氧空位)密切相...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3882339