严苛使役环境下特种压电晶体材料探索与器件验证

发布时间：2025-01-04 04:47

　　高温压电传感技术在航空航天和核电能源等领域有着重要应用。为确保结构健康检测(Structure Health Monitoring,SHM)系统中压电传感器件的正常运行,其核心压电材料必须能够长期承受650℃以上的温度,并保持良好的压电活性及性能稳定性。相比于压电陶瓷材料,压电单晶的介电损耗小,电弹性能稳定,在高温压电传感技术领域优势显著。众多压电晶体材料当中,RECa4(BO3)3(RE:Y和稀土元素,RECOB)晶体拥有高的熔点、高的电阻率、低的介电损耗和适中的压电活性,具有明朗应用前景。高温环境用压电传感器常伴有许多其它严苛环境,如低气压或强辐照等,将影响压电晶体的电弹性能稳定性。为探索严苛使役环境下性能可靠的压电晶体材料,满足研制特种压电传感器的要求,本论文对严苛环境下RECOB晶体的电弹性能及其稳定性进行了对比研究,设计了新晶体材料并通过原型器件验证方式对其性能进行了表征。主要工作包括:(1)利用提拉法生长了不同种类的RECOB晶体,包括YCOB、GdCOB、Y0.85Gd0.15COB、Y0.32Gd0.68COB 和Y0.92Nd0.08COB 等晶体。借助 X 射线粉末衍...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１高温压电材料最大压电常数及对应的最高使用温度??铌酸锂（ＬｉＮｂ０３，?ＬＮ）晶体属于三方晶系，３ｍ点群

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图２－１提拉法生长晶体示意图??其中１－７分别为籽晶杆、上保温砖、刚玉罩、籽晶、晶体、Ｉｒ坩埚和下保温??

?山东大学博士学位论文???第二章ＲＥＣＯＢ系列晶体的提拉法生长及品质表征??２．１引言??１９１６年，Ｊ．?Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ发明／一种快速生长大尺寸晶体的新技术－提拉法，??１９１８年，在办／故／３〃诉．／加／７／？＞＾７无３／＾（：如￡７＾？７？＞杂志上发表论文，介绍了....

图２－２多晶合成用高温烧结炉（ＫＳＳ－１７００°Ｃ）??２．２．２?ＲＥＣＯＢ单晶生长??

?山东大学博士学位论文???ＫＳＳ－１７００?°Ｃ，能长时间升高到１７００°Ｃ，如图２－２所示。??Ｉ?ＨＩ?＾?ｊ??■?ＬＪ?Ｊ??■?□□ｓ＊?ＭＭ??窩遥节能电炉??■ｋ??图２－２多晶合成用高温烧结炉（ＫＳＳ－１７００°Ｃ）??２．２．２?ＲＥＣＯＢ单晶生长??ｉ．?Ｙ....

图２－３高温单晶生长炉，炉腔内径４０?ｃｍ?（ａ）和炉腔内径８０?ｃｍ?（ｂ）??

?山东大学博士学位论文???中，籽晶里的缺陷会遗留到后续生长的晶体中且将引起更多的微观缺陷。当??在晶体生长初始阶段，对秆晶进行收径处理可有效抑制后续晶体生长过程中??缺陷的延续和扩散；??（Ｃ）放肩：它是在收径结束后进行，目的是扩大所晶体生长的直径。放肩的程??度需根据所生长晶....

本文编号：4022925