收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

模板膜法制备高取向的Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷

陈杨  
【摘要】:铋层状铁电材料(bismuth layer-structured ferroelectrics:BLSFs)具有较低的介电损耗,较高的居里温度和较好的抗疲劳性能而适用在高密度电容器、铁电随机存储器和高温高频铁电压电器件,因此受到材料界的广泛关注。铋层状铁电材料的主要研究对象有SrBi4Ti4O15 (SBTi)、Bi4-xLaxTi3O12和SrBi2Ta2O9(SBT)。铋层状铁电材料的化学通式为(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-,其中(Bi202)~(2+)为层状结构,(Am-1BmO3m+1)2为类钙钛矿结构,其结构可以看成是(B202)2+层和类钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2交互生长的结构,A一般为+1,+2或者+3价离子,B为+3,+4或者+5价离子,m为类钙钛矿层(氧八面体B06)的个数。 SrBi4Ti4O15是一种典型的铋层状钙钛矿结构铁电材料,有着较高的剩余极化强度,较低的矫顽场和较好的抗疲劳性能,但其居里温度(520℃)较低限制了它的应用。随着对高温高频铁电压电器件的关注以及高温应用要求的提高,需要具有较高居里温度的高温高频铁电压电材料。CaBi4Ti4O15是与SrBi4Ti4O15结构相同的铋层状钙钛矿结构铁电材料,其居里温度较高(790℃)。因此,本课题组对SrBi4Ti4O15铁电厚膜进行了Ca2+取代Sr2+的改性研究,实验表明,Ca~(2+)取代量为0.4时,即Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15薄膜样品的铁电性能优良。 为了得到高取向织构化的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电材料,采用模板晶粒定向技术控制CaBi4Ti4O15晶粒的生长,用模板膜的晶粒取向来引导块体材料的晶粒高取向生长。本文通过对模板晶粒定向制备织构化的SrBi4Ti4O15铁电材料,并对相应的作用机理进行了探讨。 为了得到高取向的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15模板晶粒膜,本论文采用可溶性NaCl作为沉积铁电薄膜的衬底材料,利用NaCl易溶于水的性质剪裁下完整的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜。采用溶胶凝胶法于可溶性衬底NaCl上沉积高取向的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜,用x射线和扫描电镜对铁电薄膜进行结构和微观形貌的表征。利用晶格参数分析NaCl(100)衬底和Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15薄膜晶格参数有良好的匹配关系。实验结果表明,于NaCl(100)衬底上沉积的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜呈现c轴择优取向;制备高取向、无裂纹、连续性的铁电薄膜的条件为:匀胶速度3250r/min、热分解温度450。C、热分解时间180s、退火温度725℃、退火时间300s。 为了制备性能优良的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米粉体,利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法,通过改变凝胶燃烧时间和退火条件制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体微观结构和相组成进行了表征,TEM照片显示C20.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体的晶粒度为150nm。实验结果表明,退火温度为800℃、退火时间为60min时制备的粉体性能优异。 利用固相合成的工艺将剪裁下的纯净的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15模板膜压入Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15粉体中,制备Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15块体铁电材料。研究模板膜对粉体晶粒的生长的引导作用,深层次的探讨模板膜晶粒定向的机理。实验结果表明高取向的薄膜晶粒能够有效的引导粉体晶粒的织构化生长,有效改善陶瓷块体材料的取向程度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张之圣,李海燕,胡明;铁电薄膜的制备方法[J];仪器仪表学报;2002年S1期
2 王春栋;滕保华;程登木;周飞;;两表面层铁电薄膜体介质层效应理论研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2011年05期
3 刘梅冬,陈实,曾亦可,饶韫华,李楚容,陈磊,潘晓光,邓传益;铅基钙钛矿型结构铁电薄膜的介电及热释电性能研究[J];功能材料;2000年01期
4 刘梅冬,曾亦可,李楚容,饶韫华,王培英,邓传益;铁电薄膜的制备及应用技术研究[J];材料导报;2000年12期
5 王悦辉,庄志强;铁电薄膜材料的研究进展[J];现代技术陶瓷;2002年04期
6 王卓,杨长红;铁电薄膜及其应用技术的最新进展[J];新材料产业;2004年09期
7 杨长红,王卓,韩辉,翟剑庞,王民,韩建儒;掺钐钛酸铅铁电薄膜的制备和主要性质[J];压电与声光;2005年01期
8 谢波玮,李弢,古宏伟;非致冷红外焦平面阵列用铁电薄膜[J];稀有金属;2005年01期
9 王秀章;;LaNiO_3衬底上SrBi_4Ti_4O_(15)薄膜的sol-gel方法制备[J];湖北师范学院学报(自然科学版);2007年01期
10 王波;杨传仁;陈宏伟;张继华;余桉;张瑞婷;;钛酸锶钡铁电薄膜的制备与性能优化研究[J];绝缘材料;2007年04期
11 符春林;潘复生;蔡苇;邓小玲;;金属有机化学气相沉积制备铁电薄膜材料研究进展[J];真空;2008年06期
12 郭旭侠;王江波;周小英;;铁电薄膜材料的制备技术及应用[J];广东化工;2008年02期
13 李琳;周振功;;晶格失配应变对铁电薄膜铁电性能的影响[J];电子元件与材料;2009年06期
14 蔡苇;符春林;高家诚;邓小玲;林泽彬;;铁电薄膜光伏效应及形成机制研究进展[J];真空科学与技术学报;2012年07期
15 吴小清,任巍,张良莹,姚熹;镧钛酸铅铁电薄膜成膜机理探讨[J];压电与声光;1998年06期
16 曾亦可,厉媛玥,绕韫华,刘梅冬;铁电薄膜开关特性测量[J];华中理工大学学报;1999年06期
17 孙顺明;铁电薄膜的材料系统与功能性质[J];硅酸盐通报;1999年04期
18 易图林,何翔,孙奉娄;脉冲准分子激光制备多层铁电薄膜的铁电性能研究[J];西南民族学院学报(自然科学版);1999年01期
19 刘海峰,徐永利,田莳;钙钛矿型铁电薄膜疲劳性能研究进展[J];材料工程;2000年09期
20 张芹,郑植仁;双层铁电薄膜性质的研究[J];吉林大学学报(理学版);2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱建国;肖定全;刘洪;朱基亮;;多层纳米铁电薄膜介电增强机理[A];TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2009年
2 周易春;;无铅铁电薄膜及其存储器的制备和失效行为[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
3 周益春;;存储器用铁电薄膜:制备,力学性能和失效[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 路晓艳;曹文武;;超薄铁电薄膜中临界厚度附近的压电效应及其稳定性[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
5 王彪;;纳米铁电薄膜及其相关材料相变性能的尺寸效应研究[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
6 田雪雁;徐征;;铁电薄膜退火方法的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
7 蒋丽梅;周益春;杨娇;;铁电薄膜漏电流应变调控的热力学模拟[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
8 侯识华;宋世庚;郑应智;马远新;郑毓峰;;掺锰PLZT铁电薄膜的制备及其电学性质研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
9 陈秀丽;刘来君;樊慧庆;;钛表面外延生长弛豫铁电薄膜水热工艺研究[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
10 朱信华;洪建明;李爱东;朱健民;吴迪;周舜华;李齐;刘治国;闵乃本;;层状钙钛矿铁电薄膜的层错结构研究[A];第十一次全国电子显微学会议论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈辉;电极和结构过渡层对铁电薄膜介电及热释电性质的影响[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 张芹;铁电薄膜极化性质的理论研究[D];吉林大学;2011年
3 孙普男;铁电薄膜的静态特性及动态介电特性的结构过渡层效应[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 贾建峰;多层铁电薄膜的制备及其电性能研究[D];兰州大学;2006年
5 郭惠芬;钙钛矿铁电薄膜的制备及其表面微区电学性质研究[D];河南大学;2010年
6 陈宏伟;铁电薄膜材料及在介质移相器中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 吴化平;具有择优取向的多晶铁电薄膜的力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 袁小武;钛酸铅镧钙系铁电薄膜的制备及其性能研究[D];四川大学;2005年
9 曹大威;铁电薄膜的光电转换机制及效率提高[D];苏州大学;2013年
10 杨琼;存储器用铁电薄膜界面和应变效应的第一性原理研究[D];湘潭大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张鑫;反铁电薄膜在高K材料上的制备以及在信息存储中的应用[D];复旦大学;2009年
2 宁平凡;铁电薄膜的极化疲劳机理研究[D];太原理工大学;2009年
3 庞宏博;复合铁电薄膜热释电性质理论研究[D];吉林大学;2008年
4 许名瑞;铁电薄膜与组分梯度铁电薄膜的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 张燕均;离子注入下铁电薄膜的反铁电现象及其机理研究[D];复旦大学;2008年
6 吴波;外场作用下铁电薄膜的断裂增韧行为及畴变判据研究[D];湘潭大学;2009年
7 接富超;铁电薄膜疲劳特性的计算机模拟[D];山东大学;2006年
8 车继馨;非铁电活性层对铁电薄膜性质影响的理论研究[D];吉林大学;2008年
9 文娟辉;铁电薄膜漏电流的应变和掺杂调控[D];湘潭大学;2013年
10 董广军;铁电薄膜的频率依赖关系研究[D];湘潭大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978