宽温区热释电陶瓷的复合烧结法与性能研究

富锆型PZT陶瓷在室温附近发生低温铁电三方相到高温铁电三方相的相变(FRL-FRH)相变并产生很大的热释电系数,相变过程中介电常数和损耗变化很小,相变温区很窄,相变温度随锆钛比的不同而不同。该文选取锆钛比为95/5和93.5/6.5的Mn掺杂PZT材料进行复合烧结,以期展宽相变温区。实验结果表明,两种初始原料1 100℃预处理后按照质量比1∶1进行复合烧结,相变温区得到了有效的展宽,在19～43℃内热释电系数p大于6.3×10-8 C/(cm2.℃),探测率优值FD大于7.7×10-5 Pa-1/2。通过对热释电、介电和铁电性能的综合研究,发现复合烧结在优化PZT陶瓷热释电性能的同时优化了其介电和铁电性能。     

PbO和Bi_2O_3-Li_2CO_3助烧剂对Pb(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_3厚膜热释电性能的影响

采用丝网印刷工艺制备了Pb(Zr0.9T0.1)O3(PZT)厚膜,研究了过量PbO和Bi2O3-Li2CO3共同助烧对PZT厚膜低温烧结特性、微观结构、相构成以及介电和热释电性能的影响。结果表明:随着过量PbO及Bi2O3-Li2CO3添加量的增加,PZT厚膜的烧结温度和晶粒尺寸均逐渐降低。当PbO过量6.4%(质量分数)、Bi2O3-Li2CO3添加量为5.4%(质量分数)时,PZT厚膜可在900℃低温下致密成瓷,且其热释电系数和探测率优值均得到大幅提高;所得样品在30℃时的热释电系数为10.6×10–8C.cm–2.K–1,探测率优值为8.2×10–5Pa–1/2。     

锆钛酸铅多层膜的铁电和介电特性

研究了特异结构锆钛酸铅PbZr0.38Ti0.62O3(PZT)多层膜的铁电和介电特性.同均一相PZT薄膜材料相比,由致密层和多孔层交替排列形成的近周期PZT多层膜具有铁电、介电增强效应.在100V极化电压下,多层膜的平均剩余极化强度达42.3μC/cm2,矫顽场为43kV/cm.大的极化强度值归因于大的膜厚和多孔结构有效释放膜内张应力的结果.室温低频限下,PZT多层膜的表观相对介电常数超过2000.极为有趣的是,在所研究的频率范围,PZT多层膜具有两种截然不同的介电驰豫.低频介电损耗峰源自空间电荷极化;而遵从Arrhenius律的高频介电响应可能同与氧空位Vo"相关的极性缺陷复合体有关.     

粉末-溶胶法制备掺LaPZT0-3型厚膜

用粉末 -溶胶 0 - 3型厚膜技术制备出厚度为 10μm的 PL ZT厚膜。PL ZT超细陶瓷粉采用 sol- gel法制备 ,这样保证了其化学组分的准确 ,降低了合成温度。在 Pt底电极上 ,掺 L a PZT (PL ZT- 8/5 3/4 7)厚膜的择优取向为 [111]与 Pt的取向一致 ,而纯 PZT(PL ZT- 0 /5 3/4 7)厚膜的择优取向为 [10 0 ]。在同等工艺条件下 ,掺 L a PZT厚膜晶粒大于纯 PZT厚膜的晶粒。厚膜介电、铁电性能分别使用 HP4192 A低频阻抗分析仪和 ZT- 铁电材料参数测试仪进行测试 ,结果表明掺 L a PZT厚膜的频率特性较好 ,矫顽电场强度 Ec有显著降低。     

护士睡眠自适应能力与睡眠质量的关系

钛酸锶钡(BST)组分梯度多层厚膜具有较好的综合介电性能,包括适中的介电常数、高的介电温度系数、低的介质损耗等,日益成为红外探测器、微波调制器件的重要候选厚膜材料.采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Mn掺杂6层不同组分梯度BST厚膜.厚约5 μm.研究了梯度BST厚膜的微观结构及其介电性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,当热处理温度为750℃时,得到完整钙钛矿结构的厚膜材料.扫描电镜(SEM)电镜显示,厚膜表面晶粒大小均匀,排列紧密,致密性好,梯度BST厚膜的介电峰温区覆盖常温,介电常数峰值为920,介电损耗约为1.8×10-2.     

Ba1-xSrxTiO3热释电梯度厚膜的制备和介电性能研究

钛酸锶钡(BST)组分梯度多层厚膜具有较好的综合介电性能,包括适中的介电常数、高的介电温度系数、低的介质损耗等,日益成为红外探测器、微波调制器件的重要候选厚膜材料.采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Mn掺杂6层不同组分梯度BST厚膜.厚约5 μm.研究了梯度BST厚膜的微观结构及其介电性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,当热处理温度为750℃时,得到完整钙钛矿结构的厚膜材料.扫描电镜(SEM)电镜显示,厚膜表面晶粒大小均匀,排列紧密,致密性好,梯度BST厚膜的介电峰温区覆盖常温,介电常数峰值为920,介电损耗约为1.8×10-2.     

PZT红外热释电陶瓷材料的研究

本文分析了PZT二元系陶瓷材料发生F_R(H)F_R(L)相变时热释电性能得以提高的可能性,并试作了热释电性能较好的PZT陶瓷试片。     

Pb(Zr0.3Ti0.7)O3热释电薄膜材料研究

利用射频磁控溅射法对0.8Pb(Zr0.3Ti0.7)O3+0.2PbO的陶瓷靶进行溅射,在5英寸的TiOx/Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了PZT薄膜.实验表明,PZT薄膜的取向由(111)到(100)的改变可以通过精确控制基片温度来实现.(111)取向的薄膜具有良好的介电、铁电和热释电性能,其剩余极化强度、介电常数、介电损耗、矫顽场和热释电系数分别为20μC/cm2,370,1.5%,130kV/cm和1.1×10-8C/cm2K,该薄膜可望在非制冷红外焦平面探测器阵列中得到应用.     

PZT厚膜与Si衬底互扩散阻挡层研究

在Pt/Ti/SiO2/Si基片上,利用电泳沉积制备PZT热释电厚膜材料.为防止Pb和Si互扩散,在Pt底电极与SiO2/Si衬底间通过直流磁控溅射制备了TiOx薄膜阻挡层.对具有0、300 nm和500 nm TiOx阻挡层的PZT厚膜材料用SEM和能量色散谱仪(EDS)表征了Pb和Si互扩散情况,用动态热释电系数测量仪测试了热释电系数.结果表明,当TiOx阻挡层为500 nm时,可阻挡Pb和Si互扩散,热释电性能最好.热释电系数p=1.5×10-8 C·cm-2·K-1,相对介电常数εr=170,损耗角正切tanδ=0.02,探测度优值因子Fd=1.05×10-5pa-0.5.     

硝酸锰对PMN-PZT热释电陶瓷性能的影响

研究了硝酸锰溶液掺杂对富锆铌镁酸铅-锆钛酸铅(PMN-PZT)热释电陶瓷材料的相组成、微观结构、介电性能、热释电性能等方面的影响,并对实验结果作出物理机理的解释。实验结果表明,以液态硝酸锰的形式进行锰掺杂使锰的加入更容易,有效改善了固态锰掺杂时析出损失和混合不均等问题;适量的硝酸锰溶液掺杂有助于陶瓷晶粒的生长,能有效地降低PMN-PZT陶瓷材料的相对介电常数(rε)和介电损耗(tanδ),并增加其热释电系数(p);在x(Mn)=3.0%时,制备出综合热释电性能良好的PMN-PZT热释电陶瓷,即室温时rε=197,tanδ=0.15%,p=3.5×10-8C/cm2℃,探测优值FD=8.7×10-5Pa-1/2,低温铁电相-高温铁电相(FRL-FRH)相变温度时rε=300,tanδ=0.45%,pmax=35×10-8C/cm2℃,FD=40.5×10-5Pa-1/2,符合制作热释电红外探测器的要求。