[01495677]铌镁酸铅—钛酸铅铁电单晶的电热效应研究

本项目中利用下降法制备了大尺寸不同取向以及组分的PMN-PT单晶,研究了不同的组分：PMN-0.14PT,PMN-0.17PT,PMN-0.29PT晶体的电热效应。利用铁电分析仪以及唯象理论间接计算了单晶的电热效应,建立了电热效应与晶体组分、相变以及居里温度之间的关系。结果显示电热效应随着PT含量的增加电热效应增加,在准同型相界附近具有最大的电热效应,所研究的结果还显示电热效应与压电效应之间存在内在的联系,此外还发现晶体在居里温度附近电热效应最大。选取了压电性能优越的＜001＞以及具有高热释电响应的＜111＞为代表,研究了弛豫铁电单晶的取向对晶体电热效应的影响。研究的结果显示取向对晶体的电热效应影响也很大,＜001＞取向的晶体的电热效应比＜111＞方向的大,但电热效应峰尖锐,最大的电热效应达到了2.3K,这主要是自发极化的方向与取向的关系不一样导致的。我们还研究了疲劳对晶体极化强度的影响,其中的一个主要原因是裂纹扩展导致的。此外搭建了一套直接测量电热效应的装置,观察到了电热效应。根据电热效应的机理,利用NBT铁电材料的退极化相变设计了NBT-KN陶瓷,所设计的陶瓷在室温附近具有1.7K的电热效应。研究的结果证明了铁电材料的极化强度、相变、耐击穿场强决定了铁电材料的电热效应。