PLZT透明铁电陶瓷简介--欢迎报考中国科学院上海硅酸盐研究所

一、什么是透明铁电磁材料透明铁电陶瓷诞生于七十年代初，它除了和透明陶瓷家族的其它成员一样，象玻璃般地透明外，还有一般铁电陶瓷的特性。

所谓"透明"就是能透过光线，而且透过它能看清对面的东西。

"铁电陶瓷"就不能依此类推，说它是含铁的陶瓷。

其实一般铁电陶瓷本身并不含铁，尤其是透明铁电陶瓷如果含有少量铁会大大改变它的光学性能，稍多含量的铁就会使它变成完全不透明，"铁电"二字的由来只是因为它具有和铁磁体相对应的一些性能。

其电性与铁磁体的磁性几乎一一对应，人们就称它为铁电体，透明铁电陶瓷只不过是一种透明的多晶铁电体。

目前制得的透明度高、电光性能好的铁电陶瓷是一种锆钛酸铅镧陶瓷。

透明铁电陶瓷的本领很大，它能把电，光，机械形变等几个物理量结合在一起相互发生作用，因而在新技术中有许多奇妙和功能，如用它做成的立体眼镜能在电视机荧光屏上看到有空间三维立体概念的景物，它对电光技术，彩色电视的发展将起很大的促进作用。

铁电陶瓷材料的研究现状和应用2013-08-02 15:33:001、层状铁电陶瓷（1）Bi系目前，研究较多、并且用于制备铁电陶瓷材料的是钙钛矿结构的锆钛酸铅（简称PZT）系列。

此系列的突出优点是剩余极化较大Pr（10~35 μC/cm 2）、热处理温度较低（600℃左右）。

但是随着研究的深入，人们发现，在经过累计的极化反转之后PZT系列性能退化，主要表现在出现高的漏电流和较严重的疲劳问题，另外，铅的挥发对人体也有害。

因此研究和开发性能优良且无铅的铁电陶瓷具有重要的现实意义。

而铋系层状钙钛矿结构材料属于铁电材料类且性能较好又不含铅，因此受到人们的广泛关注。

（2）(Pb,Ba)(Zr,Ti)O3系(Pb,Ba)(Zr,Ti)O3（简称PBZT）系陶瓷与Pb(Zr,Ti)O3(PZT)同属于ABO3型钙钛矿结构，具有较大的电致伸缩应变，在电子微位移动领域已得到广泛应用。

上海硅酸盐研究所β″2Al2O3陶瓷的研究简介Ξ林祖　(中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050)摘　要:　简介了上海硅酸盐研究所多年来对β″2Al2O3陶瓷的研究结果。

内容包括制备工艺和性能研究两部分。

前者涉及原料和稳定剂选择,化学成分和显微结构控制以及烧结工艺等。

后者包括β″2Al2O3陶瓷的吸水性和表面性质以及稀土离子交换的研究。

关键词:　β″2氧化铝陶瓷;钠离子导体;制备工艺中图分类号:　TQ174 文献标识码:A文章编号:100129731(2004)01201302021　引　言Beta2Al2O3是一大类铝酸盐的总称,它的通式为M2O・x Al2O3,M可为碱金属离子以及Tl+、G a+、H3O+、NH4+等一系列阳离子。

其中以Na2Beta2Al2O3最具实际意义。

Beta2Al2O3一词如无特殊说明,一般指Na2Beta2Al2O3。

Beta2Al2O3是非化学计量化合物,其中的Na2O含量可以在一定范围内变动,随着通式中x的不同而有两种不同的结构:β2 Al2O3和β″2Al2O3,理论式分别为Na2O・11Al2O3和Na2O・5. 33Al2O3。

由于结构上的原因,β″2Al2O3比β2Al2O3有更高的钠离子电导率[1]。

β″2Al2O3在300℃的电导率可达2×10-1～3×10-1S・cm-1,在能源领域中有重要应用,如高能蓄电池、钠热机等。

多年来上海硅酸盐所对β″2Al2O3的制备和性能进行了一系列研究。

2　β″2Al2O3稳定剂的选择[2]β″2Al2O3一般需添加少量添加剂使其稳定。

由于国际上一般以Li2O或MgO作为添加剂,为了比较,研究了二者对β″2 Al2O3陶瓷的β″2Al2O3相的形成、显微结构以及电性能的影响。

研究结果明,与MgO相比,Li2O更有利于β″2Al2O3相的形成,因而添加Li2O的β″2Al2O3陶瓷有较高的电导率,但也较易促进晶粒生长,形成大晶。

透明陶瓷的制备、性能与发展专业：材料制备与加工班级： 081012C1 学号： 0810121535学生姓名：蒋宁2011 年9 月27日摘要：以Y（N·6O、Al（N、（N S和Nd（N为原料，N HC为沉淀剂，以TEOS作为添加剂，采取共沉淀法制备Nd：YAG前驱体分体；前驱体经过1200℃煅烧5小时后，得到分散性好，颗粒近似球形、纯YAG 立方相的Nd：YAG纳米粉体，其平均粒径约为100nm。

煅烧后的粉体压制成素坯，在1700-1800℃煅烧10小时，可获得透光性良好的Nd：YAG激光透明陶瓷，YAG晶粒的平均尺寸为15μm，晶界处和晶粒内没有杂质、气孔存在，无散射中心。

1.5mm厚德样晶在近红外波长为1064nm处透过率为83.5%基本接近与透明Nd：YAG晶体的理论值。

关键词：共沉淀，纳米粉体，钕掺杂钇铝石榴石，透明陶瓷。

Abstract : Neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd：YAG)precursor powders were fabricated by co-precipitationmethod ,using Y（N·6O、Al（N、（N S and Nd（N as raw materials, N HC asprecipitator, TEOS as sintering additive. After calcining the Nd：YAG precursor at 1200℃for 5h, the well dispersive, spherical pure cubic YAG nano-powders with average particle size of about 100nm were obtained. Subsequently, calcined powders were molded by cold isostatic presses. Transparent ceramics of excellent transmissionwere obtained by sintering Nd：YAG green body at 1700-1800℃for 10h in vacuum. The ceramic crystal grains with average size of about 15μm appear uniformity there is no impurity and core in grain interface and inner-grain. No scattering center can be detected. The transmission of the sample with thickness of 1.5mm is 83.5% at the near infrared wavelength of 1064nm, which is very close to the theoretical value of Nd：YAG single crystal.Key words: co-precipitation; nanopowder; Nd：YAG; transparent ceramic透明陶瓷的制备与性能Nd：YAG单晶具备热导率高、化学稳定性和可工性好的特性，是目前应用广泛的固体激光介质，因其收到杂质分凝系数及尺寸的限制，存在输出功率小和发光效率低等缺点，从而妨碍了单晶的应用，而透明YAG多晶陶瓷具有易制造、成本低、尺寸大、掺杂农奴高、热导率高、耐热冲击性好，可大批量生产、易实现多层和多功能的陶瓷结构等优点，可以作为一种性能优良的激光介质使用，从而可以弥补单晶作为激光工作物质的不足，是一种极有潜力的新型固体激光材料。

压电⽤PMNT单晶---介绍铁电知识铁电单晶介绍 ⼆⼗世纪的前五⼗年，⼏乎所有的压电材料都是单晶(如压电⽔晶)；后来，五⼗年代的钛酸钡(BTO)陶瓷和六⼗年代锆钛酸铅(PZT)陶瓷因为⾼的压电系数(d33～700pC/N)和机电耦合系数(k33～75%)得以发展，⾃从那时，PZT压电陶瓷就在压电材料领域中占有主要地位了。

⽽⼋⼗年代初，铌镁钛酸铅(PMNT)和铌锌钛酸铅(PZNT)弛豫铁电单晶在<001>⽅向上的超⾼的压电性能(d33～2000pC/N, k33～90%)和超⼤的场致应变(～1.5%)为⼈们所发现，被称为"50年来铁电领域的⼀次激动⼈⼼的⾰命"，这类的弛豫铁电单晶有望成为新⼀代的超声换能器、传感器和驱动器的核⼼压电材料，带来⽔声换能器等的⼤带宽和⾼能量密度，从⽽不仅成为国际上科学研究的热点，也成为各个⼤公司如GE和Philips等进⾏新⼀代压电换能器件研发的核⼼材料。

中国科学院上海硅酸盐研究所，世界范围内⾸次⽤改进的Bridgman法⽣长出了⾼质量的⼤尺⼨弛豫铁电单晶PMNT(Φ55mm×80mm)，⽽且可以⼩批量的规模化⽣产，得到了国际同⾏的密切关注，也使得PMNT单晶成为最有前途的新型压电单晶材料，同时本课题组还可以⽣长其他⽣产⼀系列的弛豫铁电单晶，如铌锌酸铅-钛酸铅(PZNT)单晶、铌铟酸铅-钛酸铅(PINT)单晶、铌镁钪酸铅-钛酸铅(PSMNT)单晶，这些单晶材料都可以按照客户的要求进⾏不同组成、掺杂、加⼯要求(如晶向和⼤⼩)来进⾏制备。

这些单晶具有优异的压电性能，最近⼜发现了其优异的⾮线性光学性能和热释电性能，使得它们不仅可以满⾜应⽤需要成为新⼀代⾼性能压电换能器、⾮线性光学器件和光电探测器件(如红外探测器)的核⼼材料，⽽且还为⼴⼤的科研⼈员提供了良好的研究载体，成为国际上相关领域的研究热点。

伸缩压电模式：d33： 2000 pC/N长度谐振N33： 660 kHz×mm厚度谐振Nt： 1800 kHz×mmk33： 92%kt： 60%g33： 34.2 10-3 Vm/Nε33T： 6600横向长度伸缩压电模式：d31： -2500 pC/N谐振N31： 520 kHz×mmk31： 95%切变压电模式：d15： 6000 pC/N谐振N15： 1200 kHz×mmk15： 97%使⽤温度上限： 80 oC场致应变：线性应变： 0.13%（600V/mm外场）冲击应变： 1.8% （7kV/mm外场）⾮线性光学⽤PMNT单晶---介绍伸缩压电模式：no：2.620（632.8nm）no：2.601电光系数r33：70 pm/Vr13：25 pm/Vrc：44.4 pm/V吸收边：400 nm透过率：70% （⼤于400nm)反射损耗：20％使⽤温度上限：160 oCPMNT单晶密度：8.1 g/cm3 （室温）PMNT单晶尺⼨：晶⽚：单向尺⼨最⼤50mm，双向可达40×40mm 晶块：单向最⼤40mm，三向可达30×30×30mm热释电⽤PMNT单晶---介绍热释电系数：12.8×10-4C/m2K介电常数：500 (1kHz)介电损耗：⼩于0.5% (1kHz)体积⽐热c '：2.5×106J/m3K热扩散系数：3.8×10-7m2/s电流响应优值：5.12×10-10Am/W电压响应优值：0.11 m2/C探测优值：10.2×10-5Pa-1/2使⽤温度上限：80 oC755-83765592⼩周。

PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理研究的开题报告一、选题背景及研究意义透明陶瓷是一种新型的多功能材料，具有优秀的光学、电学、机械和化学性质等。

PLZT（钛酸铅锆钛镁）是一种典型的透明陶瓷材料，具有很好的光学和电学性能。

由于其在光学和电学中的优异性能，PLZT已被广泛应用于各种传感、激光、电视和显示等领域。

电控光散射是一种可调节的光学现象，通过对材料施加外部电场，可以使其散射光的角度和强度发生变化。

PLZT透明陶瓷由于其晶体结构的特殊性质，在施加电场的作用下也会发生电控光散射效应。

因此，对PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理的研究，对于进一步探讨其光学性质及其应用具有重要意义。

二、研究目标和内容本文旨在研究PLZT透明陶瓷的电控光散射效应及其机理，具体目标和内容如下：1. 研究PLZT透明陶瓷在外加电场作用下的光散射变化规律。

2. 探讨PLZT透明陶瓷的电控光散射机理，分析影响电控光散射效应的相关因素。

3. 基于所得到的研究结果，进一步探讨PLZT透明陶瓷在光通信、探测、显示以及传感等方面的应用。

三、研究方法和技术路线1. 实验研究方法：采用光学测试系统，通过纳米级的电极控制外加电场大小，通过测量散射光的角度和强度变化来研究PLZT透明陶瓷在外加电场作用下的光散射特性。

2. 理论分析方法：基于物理学原理和光学模型，分析PLZT透明陶瓷的电控光散射机理，探讨影响电控光散射效应的相关因素。

3. 技术路线：将实验与理论方法相结合，首先进行PLZT透明陶瓷样品的制备和特性测试，然后对样品在外加电场等不同条件下的光散射特性和相应的机理进行分析。

四、可行性和预期成果本文所提出的研究方案，通过将实验与理论相结合，采用先进的技术手段，可行性较高。

预期能在以下方面取得一定的研究成果：1. 发现PLZT陶瓷样品的电控光散射现象。

2. 探究PLZT陶瓷样品的电控光散射机理及其影响因素。

3. 分析PLZT透明陶瓷在光通信、探测、显示以及传感等领域的应用前景。