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钙钛锰氧化物居里温度的测量摘要本文通过对电感的测量得到了某钙钛锰氧化物的居里温度，并就影响实验结果的相关因素进行了讨论。
关键词居里温度钙钛矿锰氧化物测量补偿引言铁磁性物质的磁性随温度的变化而改变。
当温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质。
铁磁性转变为顺磁性的温度称为居里温度或居里点，以Tc表示。
测定铁磁材料的居里温度不仅对磁材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术的应用都具有十分重要的意义。
本次实验就是测定钙钛矿锰氧化物居里温度，通过这次实验我们掌握测定居里温度的一种方法，同时这次实验让我们能够对居里温度的物理意义有更深刻的了解。
实验原理1. 钙钛矿锰氧化物简介钙钛矿锰氧化物指的是一大类具有AB O3型钙钛矿结构的锰氧化物。
理想的AB O3型（A为稀土或碱土金属离子，B为Mn离子）钙钛矿具有空间群为Pm3m的立方结构，如以稀土离子A作为立方晶格的顶点，则Mn离子和O离子分别处在体心和面心的位置，同时，Mn离子又位于六个氧离子组成的MnO6八面体的重心，如图1（a）所示。
图1（b）则是以Mn离子为立方晶格顶点的结构图。
一般，把稀土离子和碱土金属离子占据的晶体称为A值，而Mn离子占据的晶位称为B 位。
图1钙钛矿锰氧化物晶体结构这些钙钛矿锰氧化物的母本氧化物是La MnO3，Mn离子为正二价，这是一种显示反铁磁性的绝缘体，呈理想的钙钛矿结构。
早在20世纪50—60年代，人们已经发现，如果用二价碱土金属离子（Sr、Ca、Pb等）部分取代三价稀土离子，Mn离子将处于/混合价状态，于是，通过和离子之间的双交换作用，在一定温度（Tp）以下、将同时出现绝缘体—金属转变和顺磁性—铁磁性转变。
2. 铁磁物质的磁化规律由于外加磁场的作用，物质中的状态发生变化，产生新的磁场的现象称为磁性。
物质的磁性可分为反铁磁性（抗磁性）、顺磁性和铁磁性三种，一切可被磁化的物质叫做磁介质。
铁电性实验报告-南京大学铁电薄膜铁电性能表征131120161 李晓曦一、引言铁电体是这样一类晶体:在一定温度范围内存在自发极化,自发极化具有两个或多个可能的取向,其取向可能随电场而转向.铁电体并不含“铁”,只是它与铁磁体具有磁滞回线相类似，具有电滞回线，因而称为铁电体。
在某一温度以上，它为顺电相，无铁电性，其介电常数服从居里-外斯（Curit-Weiss）定律。
铁电相与顺电相之间的转变通常称为铁电相变，该温度称为居里温度或居里点Tc。
铁电体即使在没有外界电场作用下，内部也会出现极化，这种极化称为自发极化。
自发极化的出现是与这一类材料的晶体结构有关的。
铁电体特点是自发极化强度可因电场作用而反向，因而极化强度和电场 E 之间形成电滞回线。
自发极化可用矢量来描述，自发极化出现在晶体中造成一个特殊的方向。
晶体中每个晶胞中原子的构型使正负电荷重心沿这个特殊方向发生位移，使电荷正负中心不重合，形成电偶极矩。
整个晶体在该方向上呈现极性，一端为正，一端为负。
在其正负端分别有一层正和负的束缚电荷。
束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高。
铁电现象第一次发现是在1920年，由瓦拉赛尔发现外场可以使罗西盐的极化方向反转，但是铁电现象直到40年代初才得以被广泛研究。
如今铁电现象因为其独特性质得到了广泛的应用，而本实验就是为了初步探究本现象的物理性质。
本实验测量了铁电材料的电滞回线，并且改变电压测量了不同电压下的图像和矫顽力等数值。
作者又进一步对此现象进行了初步探究，研究了其相关机理。
二、实验目的1、了解什么是铁电体，什么是电滞回线及其测量原理和方法。
2、了解非挥发铁电随机读取存储器的工作原理及性能表征。
三、实验原理1、铁电体的特点（1）电滞回线铁电体的极化随外电场的变化而变化，但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。
在电场作用下新畴成核长，畴壁移动，导致极化转向，在电场很弱时，极化线性地依赖于电场见图1,此时可逆的畴壁移动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快。
铁电材料BaTiO3的制备及其压电、光伏特性实验报告调研报告一、文献综述1.背景：铁电材料是指具有自发极化，而且在外加电场下，自发极化发生转向的电介质材料，它是热释电材料的一个分支。
铁电材料由于其铁电性、介电性、压电性、热释电效应、热电效应、电光性质等特性，而广泛应用于各个领域(见下表1),如在通讯系统、微电子学、光电子学、集成光学和非机械学等领域有着重要的或潜在的应用,从而引起国内外学者的广泛研究。
表1.铁电薄膜材料的应用性质主要叁件介电性电容器，动态随机存取存储器(DRAM)压电性声表面波(SAW)器件、微型压电马达、微型压电骡动器热科电性热释电探测罂及阵列铁电性铁电HI机存取存储器(FRAM)、铁电场效应管电光效应光调制嘱，光波导声光效应声光偏转器光折交效应光注制器.光全息存储器非线性光学效应光学倍频器铁电薄膜材料根据成分可分为三大类，包括锯酸盐系、钛酸盐系、铝酸盐系，其中典型铁电材料有:钛酸钢(BaTiO3)、磷酸二氢钾(KH2Po4)等，然而BaTi03是一种强介电化合物材料，它具有很高的介电常数和较低的介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一，它被称作“电子陶瓷工业的支柱”。
同时该材料是最早研究的钙钛矿结构的铁电材料，因此通过对该材料的学习、制备和性能的检测，对铁电材料领域的相关知识的了解有着重要的意义。
前人们对钛酸钢的制备和性能有着很多的研究，FI前对钛酸钢材料的研究已经往微型化发展，制备成铁电薄膜材料，同时研究不同的制备方法、元素掺杂等对钛酸钢薄膜材料性能的影响，在这基础上，研究外界条件(外加磁场等)对铁电薄膜材料的物理调控，渐渐的利用其性质应用于器件中(光伏器件、电容器等)。
2.制备方法与结构性质：结构性质：电介质材料按其晶体对称性可分为32种点群，在这32种晶体学点群中，有21种不具有对称中心，其中20种呈现压电效应。
而这20种压电性晶体中的10种具有受热而自发极化现象，因其是受热而引起电极化状态的改变，故这10种晶体又称为热释电晶体。
标题：铁磁材料居里点的测量作者：摘要：介绍了通过转换出分别与磁化强度和磁场强度成正比的电压信号,来定性观察与定量测量居里点的一种方法。
关键词：铁磁材料；居里点；磁滞回线引言：铁磁材料的磁性随温度的变化而改变，当温度上升到某一定值时，铁磁材料就失掉铁磁物质的特性而转变为顺磁性物质，这一转变温度称为居里温度，以表示。
对的测定不仅对磁性材料、磁性器件的研制、使用，而且对工程技术乃至家用电器的设计都具有重要的意义。
正文：铁磁材料(又称铁氧体)是铁和其它一种或多种适当的金属元素的复合氧化物.按磁滞回线的形状来分,有软磁材料,硬磁(又叫永久磁性)材料。
铁磁材料在工业上,尤其在电力工业上应用最为广泛,如制造发电机,电动机及电力输送变压器上的永久磁铁和硅钢片。
我们日常用的家电里有收音机中的天线棒,中周变压器,电视机中的回扫变压器,录象机中的磁头,磁鼓。
计算机中的记忆元件,逻辑元件,扬声器以及电话机中都有磁性材料。
铁磁材料在尖端技术和国防科技中应用也很多,如雷达,微波多路通讯,自动控制,射电天文望远镜,远程操纵等。
1，铁磁材料居里点存在的基本原理以铁为代表的一类磁性很强的物质叫铁磁质。
在纯化学元素中,除铁之外,还有过渡族中的其它元素,如钴,镍和某些稀土族元素如钆,镝,钬都具有铁磁性.但常用的铁磁质多数是铁和其它金属或非金属组成的合金,以及某些包含铁的氧化物(铁氧体)。
铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁矩。
在没有外磁场的条件下铁磁质中的电子自旋磁矩可以在小范围内自发地排列起来,形成一个个小的自发磁化区。
这种自发磁化区叫做磁畴。
自发磁化只发生在微小的区域(体积约为10 -8 m 3，其中含有1017一1021个原子)内，这些区域叫做磁畴。
如图19-l，其中图19-l(a)为单晶磁畴结构示意图，图19-l(b)为多晶磁畴结构示意图。
由图可见在没有外磁场作用时，在每个磁畴中，原子磁矩已经取向同一方位，但对不同的磁畴其分子磁矩的取向各不相同，磁畴的这种排列方式,使磁体处于最小能量的稳定状态.因此对整个铁磁体来说，任何宏观区域的总磁矩仍然为零，整个磁体不显磁性。
铁磁材料居里点的测量辽宁科技大学 机械工程与自动化学院 机械设计11-A1 毕帅[摘要]：本文利用居里点测量仪对温敏铁磁样品的居里点温度进行定性测量和定量测量，通过对测量结果的对比发现，采用定性测量和定量测量得到的居里点温度存在一定的差异，并对产生差异的原因进行了简要的分析。
[关键词]：铁磁材料；居里点；测量方法引言；铁磁性物质的磁特性随温度的变化而改变，当温度上升至某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称为居里温度，以T c 表示。
居里温度是磁性材料的本征参数之一，它仅与材料的化学成分和晶体结构有关，几乎与晶粒的大小、取向以及应力分布等结构因素无关，因此又称它为结构不灵敏参数。
测定铁磁材料的居里温度不仅对磁材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术的应用都具有十分重要的意义。
本项研究利用居里点测量仪对温敏铁磁样品的居里点温度进行定性测量和定量测量，并对测量结果产生差异的原因进行了简要的分析。
一、实验原理1.1基本理论在铁磁物质中，相邻原子间存在着非常强的交换耦合作用，这个相互作用促使相邻原子的磁矩平行排列起来，形成一个自发磁化达到饱和状态的区域，这个区域的体积约为10-8m 3,称之为磁畴。
在没有外磁场作用时，不同磁畴的取向各不相同，如图1所示。
因此，对整个铁磁物质来说，任何宏观区域的平均磁矩为零，铁磁物质不显示磁性。
当有外磁场作用时，不同磁畴的取向趋于外磁场的方向，任何宏观区域的平均磁矩不再为零，且随着外磁场的增大而增大。
当外磁场增大到一定值时，所有磁畴沿外磁场方向整齐排列，如图2所示，任何宏观区域的平均磁矩达到最大值，铁磁物质显示出很强的磁性，我们说铁磁物质被磁化了。
铁磁物质的磁导率μ远远大于顺磁物质的磁导率。
铁磁物质被磁化后具有很强的磁性，但这种强磁性是与温度有关的，随着铁磁物质温度的升高，金属点阵热运动的加剧会影响磁畴磁矩的有序排列，但在未达到一定温度时，热运动不足以破坏磁畴磁矩基本平行排列，此时任何宏观区域的平均磁矩仍不为零，物质仍具有磁性，只是平均磁矩随温度升高而减小。
铁磁材料居里点的测定实验报告800字(12篇)导读：关于铁磁材料居里点的测定实验报告，精选6篇范文，字数为800字。
关于铁磁材料居里点的测定实验报告，精选6篇范文，字数为800字。
铁磁材料居里点的测定实验报告(范文)：1铁磁材料居里点测得的结果是测得出的结果，不同的结果就可能是不同的结果，不同的结果就可能会有不同的结果。
因此，在实验过程中我学会了很多的测量仪器，如：电导柱、水准仪、测得方法和测得角度角的方法。
在实验过程中我还明白了测得比较容易的，也是最容易做的。
实验的第一天，刚开始就是测量，我们组是从一个没有任何工作的学生，开始测量，我也是不知道自己的水平能力，测量方法是什么，也没有想到我会不会测，不知道什么时候开始测的。
这个时候我就觉得测量很重要，这个测量方法和我所在的组一样，不同组有不同的方法，我们一起测，一起测，在测量过程中我们一起探讨。
我觉得我们组的成员都很配合，也很有默契，我们的工程也是这样。
测量完后，我们组又一起合作，一起把那根铁钉放到测得的角度里。
虽然我们组是不怎么认真的测量，但是看到别的组的成员都能测得很认真，我们也觉得很开心，毕竟我们组的小组成员也是很有默契，我们也感到很快乐，毕竟测量给了我们一次很好的学习经验。
这个实验我们组有一个组员，在测量过程中也是比较默契的，在一起的时候我们都很认真，我们一起测量，一起研究，一起分享，不懂的就问，大家一起解决。
测量的过程中我们大家一起讨论，一起分析，这样不仅加深了我们之间的友谊，也锻炼了我们的团结精神。
我们在测量的过程中，我们一起讨论，一起分析，一起动脑，一起讨论问题，这样我们都感到很快乐。
测量的这段时间，我们一起合作学习，一起探讨问题，我想我们一定会在以后的学习和生活中做得更好，成为一名合格的铁磁材料居里点测量的学子。
我们在测量中一起成长，一起收获快乐，我想我们也一定会在以后的学习和工作中更加的努力，一起进步!铁磁材料居里点的测定实验报告(范文)：2铁磁材料居里点的测定实验报告一、实验目的、意义及实验时间铁熔材料居里点的测定实验报告二、实验内容、实训过程铁磁材料居里点的测定实验报告三、实验内容、实训内容及实验成果铁磁材料居里点的测定实验报告四、成果报告铁铁磁材料居里点的测定实验报告实验报告五、实验成果报告铁磁铁的测定实验报告报告六、实验报告内容及格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁的测定实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验报告格式铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁轨测量实验仪器铁轨测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实习仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁测量实验仪器铁磁铁磁材料居里点的测定实验报告(范文)：3铁磁铁是铁磁铁的一种传统方法，在现代社会生产过程中，人们不可能直接地接受这种方法。
实验9.3 铁电体电滞回线及居里温度的测量自从1921年了J.Valasek 发现罗息盐是铁电体以来，迄今为止陆续发现的新铁电材料已达一千种以上。
铁电材料不仅在电子工业部门有广泛的应用，而且在计算机、激光、红外、徽波、自动控制和能源工程中都开辟了新的应用领域。
电滞回线是铁电体的主要特征之一，电滞回线的测量是检验铁电体的一种主要手段。
通过电滞回线的测量可以获得铁电体的一些重要参数。
在居里温度处，铁电材料的许多物理性质将发生突变，因此居里温度的测量对研究铁电体的性质有重要的的意义。
通过本实验可以了解铁电体的基本特性，掌握电滞回线及居里温度的一种测量方法。
一、实验目的1、了解铁电体电滞回线的原理；2、掌握铁电体电滞回线和居里温度的测量方法。
二、实验仪器铁电体电滞回线实验仪、计算机、示波器、电炉、BaTiO 3样品等。
三、实验原理1. 电滞回线根据固体物理的知识，全部晶体按其结构的对称性可以分成32类（点群）。
32类中有10类在结构上存在着唯一的“极轴”，即此类晶体的离子或分子在晶格结构的某个方向上正电荷的中心与负电荷的中心重合。
所以，不需要外电场的作用，这些晶体中就已存在着固有的偶极矩S P ，或称为存在着“自发极化”。
如果对具有自发极化的电介质施加一个足够大（如kV/cm)的外电场，该晶体的自发极化方向可随外电场而反向，则称这类电介质为“铁电体”。
众所周知，铁磁体的磁化强度与磁场的变化有滞后现象，表现为磁滞回线。
正如铁磁体一样铁电体的极化强度随外电场的变化亦有滞后现象，表现为“电滞回线”，且与铁电体的磁滞回线十分相似。
铁电体其它方面的物理性质与铁磁体也有某种对应的关系。
比如电畴对应于磁畴。
激发极化方向一致的区域（一般μm 10108--）称为铁电畴，铁电畴之间的界面称为磁壁。
两电畴反向平行排列的边界面称为180°磁壁，两电畴互相垂直的畴壁称为90°畴壁。
在外电场的作用下，电畴取向态改变180°的称为反转，改变90°的称为90°旋转。
（一）立项依据与研究内容1. 项目的立项依据压电材料是一种国际竞争十分激烈的重要高技术功能材料，它可实现机械能与电能的相互转换，广泛应用于音响设备、传感器、报警器、超声清洗、医疗诊断及通讯等许多领域。
在航空航天、能源、核能等高精尖技术领域，许多压电传感器、换能器、谐振器的关键器件是在高温环境下工作，比如能源和冶金等部门检测过热蒸气流量的高温涡街流量传感器工作环境温度为300～400 o C；飞船、卫星、导弹发射前和发射过程中，对火箭发动机的状态进行监控和检测的高温压电传感器工作环境温度更是高达500 o C以上。
因此开发在尽可能高的温度环境中稳定工作，并同时具有较强压电性能的压电材料，是世界各国在高新技术领域都迫切需要解决的问题。
研制超高温高压电性能的压电器件十分困难，原因是：一、高居里点的压电材料很少，超高居里点的压电材料更是十分稀少；二、高居里点的压电材料其压电性能大都很低，而且高居里点与高压电性能是极其难以兼备的。
这就使得长期以来，特种高温压电器件不得不使用生产工艺复杂、成本高的压电单晶材料，因此，开发具有优异性能的高居里点压电陶瓷材料已成为当务之急。
国际上极少数厂家，如美国ENDEVCO 公司，丹麦B&K公司等长期占据着高温压电器件市场，我国在高温压电材料的研究方面，与国际水平相比还有较大的差距，高温压电器件主要依赖进口。
因此，加大对高温压电元器件的研制力度，开发出具有创新性、拥有自主知识产权的高性能压电陶瓷材料和元器件，是我们中国材料、物理、化学、电子科技工作者责无旁贷的紧迫任务。
由于工作温度环境的制约，目前高温压电陶瓷研究多集中于铋层状结构压电陶瓷，原因在于铋层状结构压电材料具有居里温度高，自发极化强，电阻率高，老化率低，谐振频率的时间和温度稳定性好，机械品质因数高和易烧结的特点。
铋层状结构压电陶瓷在高温高频领域具有广泛的应用前景，是铁电压电材料研究的重点和热点之一。
目前集中研究的高温铋层状结构原型化合物的居里温度T c和压电应变常数d33见下表：化合物本身结构所决定，即其自发极化受二维限制。
铋层状结构化合物有很强的各向异性，导致其铁电压电性能等物理性能也有很强的各向异性。
从表中还可看出，居里温度超过900 o C的超高温压电材料，只是铋层状结构铌酸盐，但是其压电活性更低，压电应变常数d33小于10 pC/N。
为了提高铋层状结构压电陶瓷的铁电压电性能，在对其组分、结构及性能的系统研究中发现，通过调整组分、控制工艺等方法可以明显提高材料的铁电压电性能，其中，陶瓷晶粒定向技术是行之有效的控制工艺之一[5]。
陶瓷晶粒定向技术是指通过工艺控制，使原本无规则取向的陶瓷晶粒定向排列，使材料的某些物理性能接近单晶的性能。
晶粒定向技术是一种结构改性，与传统的掺杂改性相比，晶粒定向技术具有不改变陶瓷居里温度的优点。
晶粒定向可以通过在材料制备过程中施加机械力、电场或者温度梯度来获得，也可以通过添加模板晶粒的方法获得，其方法主要有：热处理陶瓷晶粒定向法，外加电场法，模板晶粒定向生长法，多层晶粒生长法以及定向凝固法等。
国外研究起步较早的有美国、日本等国家。
美国宾州州立大学Messing课题组以片状SrTiO3为模板，用反应模板晶粒生长法制备的织构化(Na1/2Bi1/2)TiO3–BaTiO3陶瓷，其压电应变常数d33(⊥) 提高了一倍[6]。
日本东京理工大学Takenaka课题组用热处理技术（热锻）制备的织构化Bi4Ti3O12陶瓷，其铁电性能（剩余极化P r）提高了两倍，压电常数d33(⊥) 提高了一倍[7]。
日本丰田中央研究所Takeuchi课题组采用模板晶粒生长技术制备的CaBi4Ti4O15压电陶瓷，其压电常数d33 (⊥) 可达45 pC/N，而传统工艺制备的CaBi4Ti4O15压电陶瓷，其压电常数d33只有15 pC/N[8]。
国内对钙钛矿铅基压电陶瓷和环境协调型无铅压电陶瓷的研究颇多，研究基础较为雄厚，上海硅酸盐研究所，西安交通大学，西北工业大学，四川大学，武汉理工大学，清华大学，山东大学等科研院所都取得过很好的研究成果。
国内使用陶瓷晶粒定向技术制备铁电压电陶瓷研究较多的有上海硅酸盐研究所、西北工业大学等科研院所[9-14]。
上海硅酸盐研究所李永祥课题组用丝网印刷多层晶粒生长法制备的织构化CaBiTi4O15压电陶瓷，有4效地提高了材料的压电性能[9]；王评初课题组利用定向凝固法制备了高取向度的PMN-0.3PT陶瓷，其压电常数d33达到了1600 pC/N，为普通烧结PMN-0.3PT 陶瓷的三倍[10]。
上述国内外研究表明，经过织构化的压电陶瓷，在结构和性能方面都具有很强的各向异性，压电性能在特定方向得到较大程度的提高。
可以说，陶瓷晶粒定向技术对于提高陶瓷材料的铁电压电性能是有效可行的方法。
迄今为止，晶粒定向技术还处于初步研究阶段，无论是陶瓷晶粒定向技术方法本身还是利用此方法制备高性能的陶瓷材料均有待于进一步深入研究，需要更多的努力才能使这种技术早日应用到生产实践中。
本课题组长期从事高温居里点铋层状结构压电陶瓷材料的研究工作，对高温压电材料体系进行了大量研究工作，在提高压电性能方面取得了较大进展，采用传统工艺制备了多种铋层状结构压电陶瓷材料。
在对Na0.5Bi4.5Ti4O15体系的研究中，将Na0.5Bi4.5Ti4O15的压电常数d33从前人的16 pC/N提高到30 pC/N，其压电活性提高了一倍，且居里温度高于650 o C[15-17]。
在对超高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷的改性研究中，成功研制了高性能CaBi2Nb2O9压电陶瓷[18]，改性后组分的居里点在900 o C左右，压电常数d33可达16 pC/N，这是目前报道的同工艺下的最好性能，是对超高温压电材料在性能上的一个突破。
该组分在室温到800 o C 范围内，机电耦合系数k p和k t几乎不变，是一种适合于在超高温环境中工作的压电陶瓷材料。
我们对热压烧结和模板晶粒生长法这两种晶粒定向技术分别进行了大量的前期研究工作，通过调整工艺过程制备出了择优取向的织构化CaBi2Nb2O9陶瓷，方向择优取向的CaBi2Nb2O9的压电性能远高于未取向的样品。
我们的前期工作表明，我们在探索和制备超高温压电陶瓷材料方面取得了一些很好的研究成果，在热压和模板晶粒定向制备技术方面已有了较成功的经验。
本课题选择超高温CaBi2Nb2O9陶瓷为研究对象，开展替位改性研究，使钙钛矿结构发生适当畸变，实现极化时电畴转向容易的目的，使压电性能得到充分提高。
本课题拟分别采用热压烧结技术和模板晶粒定向技术对陶瓷材料展开晶粒定向研究，以提高材料的压电性能及机理研究为工作目标，通过工艺控制，制备择优取向度高，压电性能好的织构化CaBi2Nb2O9陶瓷。
我们相信，在我们前期工作的基础上，通过我们的进一步努力和研究，我们可以制备出压电常数d33不低于30 pC/N，居里温度在900 o C左右的高性能超高温压电陶瓷材料。
同时我们将深入研究制备工艺、组分、粉料颗粒度、晶粒定向与性能之间的关系，以及提高压电性能的机理和规律，探索出制备高性能超高温压电材料的新途径，寻求研制高性能超高温压电陶瓷的理论指导。
2. 项目的研究内容、研究目标，以及拟解决的关键科学问题研究内容（1）超高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷性能调控的研究通过适合于十二配位的Sr2+, La3+, Ce4+等离子，复合离子（A'1/2A"1/2, 其中A'为+1价离子，A"为+3价离子）对CaBi2Nb2O9压电陶瓷的A位Ca2+离子进行取代改性；通过适合于八面体配位的Zr4+, Ta5+, W6+等离子对CaBi2Nb2O9的B位Nb5+离子进行取代改性；在不降低或稍降低居里温度的情况下，提高材料的压电活性，制备高性能的超高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷材料。
共生铁电体具有更高的自发极化，更优异的铁电性能，将CaBi2Nb2O9与Bi4Ti3O12复合得到共生铁电体CaBi2Nb2O9-Bi4Ti3O12，研究不同Bi4Ti3O12含量与材料压电铁电性能的关系。
（2）粉料颗粒度和均匀性对CaBi2Nb2O9压电陶瓷压电性能的影响粉料颗粒度和均匀性对陶瓷样品的压电性能有着重要影响。
采用化学制粉工艺制粉，研究粉料颗粒度和均匀性对上述取代改性的高性能压电陶瓷材料的压电性能、介电性能和高温电阻率的影响。
采用溶胶包裹技术对粉料进行包裹，制备样品，探索晶粒大小、均匀度对压电性能和介电性能及其温度稳定性的影响。
（3）热压烧结CaBi2Nb2O9压电陶瓷及晶粒定向研究由于铋层状结构陶瓷晶粒生长的各向异性，利用晶粒定向技术可以得到择优取向的铁电压电性能更加优良的织构化陶瓷材料。
热压烧结是一种获得晶粒定向排列陶瓷的有效工艺，对上述改性的高性能压电材料进行热压烧结，制备各向异性明显的在特定方向性能优良的CaBi2Nb2O9陶瓷。
热压过程中所施加最大压强对晶粒取向度程度有着直接影响，进而影响到材料的压电活性，研究热压烧结过程中施加压强与晶粒取向度及材料压电活性的关系，探索热压烧结高性能CaBi2Nb2O9压电陶瓷的最佳施加压强。
（4）模板晶粒生长法制备择优取向CaBi2Nb2O9压电陶瓷的研究模板晶粒生长法可以促进晶粒定向生长，提高陶瓷材料的特定取向度。
采用模板晶粒生长法，以针状Ca2Nb2O7为模板晶粒，通过流延法和挤塑法两种方式制备取向度高、压电性能好的织构化CaBi2Nb2O9陶瓷材料。
研究模板晶粒的粒径及含量与陶瓷晶粒取向度和陶瓷压电性能的关系，探索最佳模板晶粒粒径和含量；研究模板晶粒膜的溶剂成分及厚度与织构化CaBi2Nb2O9陶瓷的压电性能关系，探索最佳模板晶粒膜厚度，寻求制备织构化超高温CaBi2Nb2O9陶瓷机理和规律。
（5）高取向超高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷的显微结构和压电特性研究利用X射线分别对热压烧结和模板晶粒生长法制备的CaBi2Nb2O9陶瓷进行物相结构分析，计算晶粒取向度；利用扫描电子显微镜观察织构化的CaBi2Nb2O9陶瓷的显微形貌及晶粒取向；测试不同高取向CaBi2Nb2O9陶瓷的压电、铁电以及介电特性；研究组分、工艺与陶瓷压电性能的关系。
总结上述性能调控，化学制粉工艺，热压烧结以及模板晶粒生长技术制备超高温压电陶瓷的研究，通过系统对比和理论分析，寻求制备高性能CaBi2Nb2O9陶瓷的新途径。
研究目标（1）从我们已成功制备的超高温CaBi2Nb2O9压电材料（Phys. Status Solidi RRL 2009 3 49）入手，采用传统陶瓷工艺对CaBi2Nb2O9陶瓷进行替位改性，进一步提高CaBi2Nb2O9的压电活性，制备出高性能的超高温CaBi2Nb2O9压电陶瓷材料。
