不同晶向PMn-32PT單晶鐵電性能與蠕變行為研究.pdf

1、本文研究了不同晶向的PMN-32PT單晶的鐵電性能，結(jié)合電滯回線與電場-應(yīng)變曲線分析了不同晶向PMN-32PT單晶電場作用下的相變過程。通過對極化前后與退火前后的電疇形貌分析，獲得了不同晶向極化與退火前后電疇形貌分布特征。通過研究不同電場強(qiáng)度作用下電位移值隨時間的變化，揭示了不同晶向PMN-32PT單晶恒定電場作用下的蠕變特性和蠕變機(jī)制。最后，通過動態(tài)觀察PMN-32PT恒定電場作用下的電疇形貌變化，獲得了恒定電場作用下電疇的生長尺寸隨

2、時間的變化關(guān)系，通過數(shù)據(jù)擬合手段得到了電疇尺寸隨時間演變的冪函數(shù)曲線，實(shí)現(xiàn)了用微觀電疇形貌變化對蠕變進(jìn)行程度的表征。通過以上研究工作獲得以下結(jié)論:
　　1.[001]、[110]和[111]晶向的PMN-32PT單晶的鐵電性能有所差異，三個晶向?qū)?yīng)的矯頑電場Ec大小分別為0.216MV/m、0.171MV/m和0.215MV/m。剩余極化強(qiáng)度Pr較為接近，分別為0.319C/m2、0.316C/m2和0.308C/m2，最大場致應(yīng)

3、變ε33分別為0.66％、1.84％和1.48％。
　　2.[001]晶向的PMN-32PT單晶極化過程的相變?yōu)槿较?R)→單斜相(MA)→四方相(T);[110]晶向的PMN-32PT單晶極化過程的相變?yōu)槿较?R)→單斜相(MB)→單斜相(MC)→正交相(O);而[111]晶向的PMN-32PT單晶極化過程的相變?yōu)樗姆较?T)→單斜相(MC)→正交相(O)。
　　3.PMN-32PT單晶不同晶向表面電疇形貌不同，[00

4、1]晶向的PMN-32PT單晶表面易出現(xiàn)平直的條帶狀宏疇，電疇與電疇之間主要形成90°夾角，[110]晶向的PMN-32PT單晶表面易出現(xiàn)波紋狀不規(guī)則花樣，[111]晶向的PMN-32PT單晶表面電疇與電疇之間主要形成60°夾角。高倍形貌表征發(fā)現(xiàn)，宏疇疇壁兩側(cè)存在尺寸約為2μm的過渡層，疇壁中心寬度約為3μm。疇壁的形成先于疇壁之間微疇的形成，疇壁之間的90°微疇是疇壁兩側(cè)微疇相向生長的結(jié)果。通過極化作用可以使電疇細(xì)化，電疇形貌較極化前

5、規(guī)則。
　　4.對[001]、[110]和[111]晶向的PMN-32PT單晶電致蠕變行為的研究表明，在低于矯頑電場的電場強(qiáng)度作用下存在電位移蠕變。但不同電場強(qiáng)度下蠕變的機(jī)制不盡相同，小電場下蠕變的機(jī)制以離子位移和電子位移蠕變機(jī)制為主。隨著電場強(qiáng)度增大蠕變機(jī)制向極化反轉(zhuǎn)蠕變機(jī)制過渡。
　　5.不同電場強(qiáng)度作用下，電位移蠕變速率不同。電位移蠕變值隨時間的變化與電疇尺寸隨時間的變化存在對應(yīng)關(guān)系。兩者都近似是時間的冪函數(shù)，不同電場