【摘 要】
:
铋层状结构材料因其优异的理论铁电性能和高居里转变温度(Tc)而在高温压电、铁电器件应用中具有一定潜力,但自发极化难以释放以及极性方向上漏电较大等科学和工程问题制约了其实际应用。本论文以典型铋层状结构材料钨酸铋为研究对象,采用模板晶粒生长(TGG)法和流延成型制备了[00l]取向织构陶瓷,通过织构减少晶界应变制约和升温释放应变等手段将钨酸铋多晶陶瓷铁电性能提升40%,同时研究了织构化对钨酸铋陶瓷结构
论文部分内容阅读
铋层状结构材料因其优异的理论铁电性能和高居里转变温度(Tc)而在高温压电、铁电器件应用中具有一定潜力,但自发极化难以释放以及极性方向上漏电较大等科学和工程问题制约了其实际应用。本论文以典型铋层状结构材料钨酸铋为研究对象,采用模板晶粒生长(TGG)法和流延成型制备了[00l]取向织构陶瓷,通过织构减少晶界应变制约和升温释放应变等手段将钨酸铋多晶陶瓷铁电性能提升40%,同时研究了织构化对钨酸铋陶瓷结构和电、热性能的影响规律。此外,还通过元素掺杂等手段引入磁性,构建了多铁性织构铋层状陶瓷。本论文首先探讨了基体粉体、模板粉体和织构陶瓷制备过程中的工艺影响规律。基体粉体最佳工艺:800℃煅烧6h,并行星球磨48h;模板粉体最佳工艺:800℃保温1h,并以3℃/min降至熔盐共晶温度;织构陶瓷在空气气氛下,900℃保温4h烧结,织构度f=95%。XRD与SEM结果证明了陶瓷表面与截面方向的各向异性;TEM分析了Bi2WO6陶瓷的晶体结构和晶胞参数,并根据高分辨图像得到其晶胞参数a=5.46(?)、b=5.46(?)、c=16.72(?)。其次研究了Bi2WO6织构陶瓷室温与变温介电、铁电和热学性能。室温介电频谱表明,织构陶瓷平行于c轴的介电常数在10~3-10~6Hz频率范围内稳定为30,垂直于c轴方向则稳定为54,有各向异性。介电损耗均在10-2量级。室温电滞回线表明,织构陶瓷垂直于c轴方向上,最大剩余极化值(Pr)为21μC/cm~2。变温电滞回线表明,升高温度可改善陶瓷铁电性能,当场强高至200k V/cm时,陶瓷内部电畴完全翻转,此时温度变化对陶瓷材料铁电性能无影响。热学性能研究表明,织构陶瓷导热系数低于非织构陶瓷,热容曲线拟合得到的爱因斯坦温度θE,织构陶瓷为536K、非织构陶瓷为587K。最后研究了Bi2W1-xFexO6(x=0.01、0.03、0.05、0.08)织构陶瓷的结构与形貌,并进行了介电、铁电和磁性能的规律总结。Bi2W1-xFexO6织构陶瓷截面同样具备一定的[00l]取向,截面晶粒并非完全随机排列。室温电滞回线表明,Bi2W0.99Fe0.01O6织构陶瓷Pr最大值仅为2μC/cm~2;其余电滞回线呈线性。变温电滞回线表明,升温,材料Ps降低,Pr升高,曲线呈微弱滞回性,但未出现铁电性能随温度而明显提高的现象。当铁掺杂含量为3%时,陶瓷材料出现了铁电性与铁磁性共存的现象。
其他文献
<正>2008北京奥运,是体育营销的竞技场,众多商家畅享"体育商机"。2010年,被誉为"经济奥林匹克"的世博会,同样考验着企业家们犀利的眼神。有专家预测,上海世博会其经济效益将是北京奥运会的3.49倍,在全球走出经济危机重启繁荣的节点上,谁把握住了世博经济的"红利",谁就有可能在接下来的市场竞争中"领先一步"。
准同型相界(Morphotropic Phase Boundary,MPB)附近组分的压电陶瓷具有优异的压电、介电以及铁电性能,在目前各种工业以及科学领域中传感器、致动器和超声波换能器等功能器件具有广阔的应用前景。铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-x Pb Ti O3,PMN-xPT)陶瓷是弛豫-PT陶瓷体系中应用最广泛的,但是随着功能材料的发展,传统的固相法无压烧结制备得到的P
习近平生态法治观是习近平关于生态环境法治工作一系列重要论述的“思想荟萃”,蕴涵丰富的内在逻辑和方法论体系。从生成逻辑看,习近平生态法治观既是对中华传统生态智慧与法律制度的现代传承,又是对马克思主义生态哲学的借鉴与超越,也是对生态环境法治本土经验的科学提炼。从方法论创新看,习近平生态法治观坚持整体观方法、协同治理方法和底线思维方法,为我国生态环境法治建设提供了方法论指导。作为当下生态环境法治建设的重
我国污染环境案件司法实践中环境行政执法与刑事司法衔接仍存在行政违法与环境犯罪界限模糊、案件移送程序不畅、证据转化规则模糊、检察机关法律监督乏力、案件信息无法有效共享等问题。应通过明确污染环境罪在刑法层面上的保护客体、完善案件移送程序、健全证据转化规则、强化检察监督效果、畅通案件信息共享渠道等方式探寻污染环境案件行刑衔接的完善路径。
气体渗碳过程中扩散系数D与表面传递系数β的精准测量是控制动力学演变的关键参数,对浓度场分布的准确调控意义重大。针对(D,β)的测量,目前常用的方法基于非原位重量弛豫,不可避免地引入了测量误差。本文基于电导率与碳含量呈线性关系这一基本假设,提出以电导率弛豫表征碳含量随时间的变化,建立了气体渗碳过程数学模型,结果实现了(D,β)的原位测量,为研究渗碳动力学提供了一种新方法。本文通过Biot数表征渗碳过
我国每年会出现上百万例骨功能障碍或骨缺损患者,使用骨替代材料进行治疗与重建成为必要选择。但目前,植入物的过早失效已成为骨移植领域中亟待解决的难题,而开发理想的骨替代材料成为解决问题的关键。氮化硅陶瓷(Si3N4)凭借其高耐磨、低摩擦、高化学稳定性以及良好的生物相容性,成为骨替代材料的理想选择之一。但致密氮化硅陶瓷的弹性模量远高于人体骨,且氮化硅自身并不具有骨诱导能力。因此,降低氮化硅陶瓷的弹性模量
具有LPSO相的Mg-RE合金由于其具有优异的力学性能以及腐蚀性能,是制作页岩油气开采行业中可溶压裂工具的理想材料,近年来被页岩油气开采以及科研人员广泛关注。但是目前可溶镁合金普遍存在强度不够、腐蚀速率不可控等诸多缺点。为了对可溶镁合金的性能进行改善,获得高强可控溶解的镁合金,通过铸造、变形以及诸多表征方式,研究了Ni元素以及LPSO相对铸态及挤压态Mg-Y-Ni合金的力学性能以及腐蚀性能的影响机
SiC/Al复合材料是一种工程上广泛应用的金属基复合材料,因其优异的力学、热物性能及尺寸稳定性,目前已成为第三代精密仪器仪表材料的代表。目前对于仪表级α-SiCp/2024Al复合材料的研究大多是围绕微观组织结构、基体合金成分等方面展开的,但很少关注增强体自身的晶型对复合材料性能的影响。理论上,相较于传统六方α-SiC,立方β-SiC具备的高热导率以及与Al基体相似的晶体结构,有助于提高SiCp/
随着电力电子器件制备技术的不断发展,散热技术已成为限制电子工业领域进一步发展的主要制约因素之一。高导热石墨膜/铝(GF/Al)复合材料具有优良的二维导热性能、热膨胀系数低和轻质等特点,是一类极具发展前景的热管理材料。但由于高导热石墨膜(GF)和Al基体之间存在润湿性差和界面反应等问题,影响复合材料的整体性能,导致其应用受限。因此,本文通过Mg、Si元素的基体合金化方法改善GF/Al复合材料的整体性
过渡金属碳化物具有相当高的熔点,在高温服役环境下仍具有较为突出的耐腐蚀性能和力学性能,同时抗辐照能力很强,但对超高温陶瓷力学性能的优化仍是该领域研究的重点。为避免常见增韧方式存在第二相与基体结合能力差的问题,可以通过添加金属元素的方式使饱和固溶体发生脱溶析出,同时实现固溶强化和第二相强化,保证第二相在基体中的均匀分散,并使其与基体有更好的结合能力。本文通过碳热还原的方式制备得高纯单相(Zr,W)C