【摘 要】
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电致伸缩是电介质材料在电场作用下内部离子极化而产生的弹性形变现象。基于高压实验测量方法和高压实验装置条件限制,电致伸缩材料在高压下的研究甚少。本文中,我们通过高压同步辐射X射线衍射和电化学阻抗谱方法,系统地研究了CaZrO3在高压下的结构和电致伸缩效应。具体研究结果如下:（1）高压同步辐射X射线衍射结果表明,CaZrO3在0-30.8GPa压力范围内未发生压致结构相变,所有的衍射峰都向高角度方向移
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电致伸缩是电介质材料在电场作用下内部离子极化而产生的弹性形变现象。基于高压实验测量方法和高压实验装置条件限制,电致伸缩材料在高压下的研究甚少。本文中,我们通过高压同步辐射X射线衍射和电化学阻抗谱方法,系统地研究了CaZrO3在高压下的结构和电致伸缩效应。具体研究结果如下:（1）高压同步辐射X射线衍射结果表明,CaZrO3在0-30.8GPa压力范围内未发生压致结构相变,所有的衍射峰都向高角度方向移动,衍射峰强度都随着压力的增加而减弱,衍射峰随压力的增加逐渐变宽。（2）首次利用电化学阻抗谱方法,在DAC密封样品腔内测量CaZrO3材料电致伸缩效应。阻抗谱法考虑的可检测变化趋势包括m（=?IF/?X）和b（=?Ξ/?E）而不是电致伸缩应变X作为测量参数,即密封在DAC样品腔中的CaZrO3,m和b都大于零,导致电致伸缩可以在阻抗谱中以感应环路的形式呈现。（3）选择相应的等效电路对CaZrO3高压下的阻抗谱图进行拟合。拟合结果和实验结果吻合度极好,表明CaZrO3的电致伸缩应变是产生电感的状态变量。（4）从拟合结果可以得到电感L及其倒数B对压力的依赖关系,这里参数B等于?IF/?X和?Ξ/?E的乘积,这一项也可以和电致伸缩应变X一样直接用于表征电致伸缩能力。只有具有B>0的材料,即具有较大电致伸缩效应的材料,才能在阻抗谱中产生电感回路。（5）通过分析CaZrO3样品的电感L及其倒数B对压力的依赖关系图,发现B值随着压力的增加呈线性减小,说明CaZrO3的电致伸缩效应受到压力的抑制。通过分析特征弛豫频率和时间常数随压力的变化图,得出随着压力增大特征弛豫频率降低,时间常数增加,进一步证明CaZrO3中的电致伸缩已被压力抑制。
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