[01705583]PMNT系热释电红外传感器的制备技术研究及应用

研究了影响PMNT陶瓷热释电性能的各种因素，确定了最优的陶瓷组分，热处理温度，发现PT含量在0.20≤x≤0.33范围内的PMNT陶瓷具有非常好的综合性能，可以用来制作高性能红外探测区。通过对PMNT陶瓷的掺杂改性研究，发现掺杂Mn离子提高了陶瓷的矫顽场，降低了介电损耗，也增强了热释电性能的稳定性，从而进一步改进优化了该陶瓷的热释电性能。研制出了可以实际应用的单元型红外探测区，为进一步研制高性能非致冷红外焦平面奠定了良好的基础。 近年来红外探测技术的发展迅速，为了开拓新的应用领域以及提高探测极限，红外探测区对其核心部件探测材料提出了更高的要求。热释电红外探测材料在该领域的应用优势主要在常温下使用，不需要制冷并且能够实现宽波段响应。弛豫铁电单晶，以Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3为代表，作为一种新型的热释电材料，具有大的热释电响应，成为了引人注目的红外探测材料，可以在高性能红外探测器中得到广泛应用。但PMNT单晶材料制备困难、成本高。与单晶材料相比，热释电陶瓷具有一系列优点，如易于制成大面积的器件且居里点高，自发极化强度高，能大批量生产、成本低。此外，在陶瓷中可以进行多种多样的掺杂和取代，可在相当大的范围内调节其性能，如热释电系数、介电常数和介电损耗等，从而进一步提高热释电材料的性能。本项目开展了PMNT系热释电红外传感器的制备技术研究，用软化学法制备均匀，颗粒度成纳米级分布的PMNT超细粉体原料及其热释电红外材料，并研制了PMNT单元型红外探测区。这是本项目的特色和创新之一。用软化学法研制了钛铌镁铟酸铅和钛酸锶钡—钛酸铅热释电陶瓷，这是本项目的又一特色和创新。 通过大量的软化学超细粉体制备实验、结构分析、性能测试以及陶瓷烧结工艺的系统研究，获得热释电系数大、探测优值高的PMNT系热释电陶瓷。由于该技术制备PMNT系热释电红外传感器所具有大的热释电响应等优点以及热释电红外传感器在国内外的大量需求额，对于产生巨大而深远的社会和经济效益具有重要意义。