铌酸钠钾无铅铁电材料相结构调控及电卡效应研究
发布时间：2024-03-24 03:51
铌酸钠钾(K0.5Na0.5NbO3,KNN)是一种具有丰富相结构的铁电材料,随着温度的降低,依次经历从立方相(C)到四方相(T)、从四方相到正交相(O)以及从正交相到三方相(R)的一系列结构相变。通过调控KNN的相结构实现多相共存,从而增加零点场下材料内部电偶极子的极化方向,使其在外电场作用下更容易获得大的熵变,从而有望获得大的电卡效应。本文首先选取Bi0.5Na0.5ZrO3(BNZ)组分与KNN形成(1–x)K0.5Na0.5NbO3–xBi0.5Na0.5ZrO3二元固溶体并通过传统固相烧结法制备出结构致密的铁电陶瓷,研究BNZ含量对KNN相结构、微观结构、介电性能、电卡性能和热释电性能的影响。研究结果表明:BNZ含量的增加使KNN的相变温度向室温附近移动并形成T相和R相共存结构,同时典型的铁电体向弛豫型铁电体转变。当...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1. 绪论
1.1 制冷技术的发展
1.2 电卡制冷的研究与发展
1.2.1 电卡效应的工作原理
1.2.2 电卡效应的热力学关系
1.2.3 电卡效应的影响因素
1.2.4 电卡效应的测量方法
1.2.5 电卡材料的研究现状
1.3 铁电体概述
1.3.0 铁电体概念、性质及其分类
1.3.1 钙钛矿型铁电体
1.3.2 弛豫型铁电体
1.4 铌酸钠钾材料概述
1.4.1 铌酸钠钾材料的结构和特点
1.4.2 铌酸钠钾材料的相变
1.4.3 铌酸钠钾材料的研究现状
1.5 本论文研究思路及研究内容
2. 陶瓷材料的制备和性能表征
2.1 引言
2.2 传统固相烧结法
2.2.1 固相烧结原理
2.2.2 固相烧结法工艺流程
2.3 铌酸钠钾基陶瓷材料制备
2.3.1 实验所用原材料
2.3.2 实验所用样品制备设备
2.3.3 实验所用样品测试设备
2.3.4 KNN陶瓷制备工艺
2.4 材料的结构表征与性能测试
2.4.1 物相结构分析
2.4.2 显微结构和元素分析
2.4.3 畴结构分析
2.4.4 密度测试
2.4.5 热容和比热容测试
2.4.6 介电性能测试
2.4.7 铁电性能测试
2.4.8 热释电系数测试
2.4.9 电卡性能测试
3. 掺杂改性对KNN陶瓷结构的影响及电卡效应研究
3.1 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZO3陶瓷的结构与电卡效应
3.1.1 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的相结构
3.1.2 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的显微结构
3.1.3 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的介电性能
3.1.4 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的铁电性能
3.1.5 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的热释电性能研究
3.1.6 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的电卡效应研究
3.2 本章小结
4. 弛豫型铁电体电卡效应研究
4.1 弛豫型铁电—铁电相变的电卡效应
4.1.1 KNLNT-xCZ体系陶瓷的相结构
4.1.2 KNLNT-xCZ体系陶瓷的显微结构
4.1.3 KNLNT-xCZ体系陶瓷的介电性能
4.1.4 KNLNT-xCZ体系陶瓷的畴结构
4.1.5 KNLNT-xCZ体系陶瓷的铁电性能
4.1.6 KNLNT-xCZ体系陶瓷的电卡性能
4.2 弛豫型铁电—顺电相变电卡效应研究
4.2.1 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的相结构
4.2.2 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的显微结构
4.2.3 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的介电性能
4.2.4 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的铁电性能
4.2.5 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的电卡性能
4.3 本章小结
5. KNN基MLCC的制备与电卡效应研究
5.1 KNN基MLCC的制备
5.1.1 实验所用原材料
5.1.2 实验所用仪器设备
5.1.3 MLCC制备工艺流程
5.1.4 MLCC结构及电极面积的确定
5.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC结构及电卡效应研究
5.2.1 KNLNT-0.08CZ型MLCC显微结构
5.2.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC介电、铁电性能
5.2.3 KNLNT-0.08CZ型MLCC电卡性能
5.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC结构及电卡效应
5.3.1 KNLNT-0.1CZ型MLCC显微结构
5.3.2 KNLNT-0.1CZ型MLCC介电、铁电性能
5.3.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC电卡性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3936925
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1. 绪论
1.1 制冷技术的发展
1.2 电卡制冷的研究与发展
1.2.1 电卡效应的工作原理
1.2.2 电卡效应的热力学关系
1.2.3 电卡效应的影响因素
1.2.4 电卡效应的测量方法
1.2.5 电卡材料的研究现状
1.3 铁电体概述
1.3.0 铁电体概念、性质及其分类
1.3.1 钙钛矿型铁电体
1.3.2 弛豫型铁电体
1.4 铌酸钠钾材料概述
1.4.1 铌酸钠钾材料的结构和特点
1.4.2 铌酸钠钾材料的相变
1.4.3 铌酸钠钾材料的研究现状
1.5 本论文研究思路及研究内容
2. 陶瓷材料的制备和性能表征
2.1 引言
2.2 传统固相烧结法
2.2.1 固相烧结原理
2.2.2 固相烧结法工艺流程
2.3 铌酸钠钾基陶瓷材料制备
2.3.1 实验所用原材料
2.3.2 实验所用样品制备设备
2.3.3 实验所用样品测试设备
2.3.4 KNN陶瓷制备工艺
2.4 材料的结构表征与性能测试
2.4.1 物相结构分析
2.4.2 显微结构和元素分析
2.4.3 畴结构分析
2.4.4 密度测试
2.4.5 热容和比热容测试
2.4.6 介电性能测试
2.4.7 铁电性能测试
2.4.8 热释电系数测试
2.4.9 电卡性能测试
3. 掺杂改性对KNN陶瓷结构的影响及电卡效应研究
3.1 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZO3陶瓷的结构与电卡效应
3.1.1 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的相结构
3.1.2 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的显微结构
3.1.3 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的介电性能
3.1.4 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的铁电性能
3.1.5 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的热释电性能研究
3.1.6 (1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-x(Bi0.5Na0.5)ZrO3陶瓷的电卡效应研究
3.2 本章小结
4. 弛豫型铁电体电卡效应研究
4.1 弛豫型铁电—铁电相变的电卡效应
4.1.1 KNLNT-xCZ体系陶瓷的相结构
4.1.2 KNLNT-xCZ体系陶瓷的显微结构
4.1.3 KNLNT-xCZ体系陶瓷的介电性能
4.1.4 KNLNT-xCZ体系陶瓷的畴结构
4.1.5 KNLNT-xCZ体系陶瓷的铁电性能
4.1.6 KNLNT-xCZ体系陶瓷的电卡性能
4.2 弛豫型铁电—顺电相变电卡效应研究
4.2.1 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的相结构
4.2.2 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的显微结构
4.2.3 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的介电性能
4.2.4 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的铁电性能
4.2.5 弛豫型KNLNT-yCZ体系陶瓷的电卡性能
4.3 本章小结
5. KNN基MLCC的制备与电卡效应研究
5.1 KNN基MLCC的制备
5.1.1 实验所用原材料
5.1.2 实验所用仪器设备
5.1.3 MLCC制备工艺流程
5.1.4 MLCC结构及电极面积的确定
5.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC结构及电卡效应研究
5.2.1 KNLNT-0.08CZ型MLCC显微结构
5.2.2 KNLNT-0.08CZ型MLCC介电、铁电性能
5.2.3 KNLNT-0.08CZ型MLCC电卡性能
5.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC结构及电卡效应
5.3.1 KNLNT-0.1CZ型MLCC显微结构
5.3.2 KNLNT-0.1CZ型MLCC介电、铁电性能
5.3.3 KNLNT-0.1CZ型MLCC电卡性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3936925
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