《单晶和多晶陶瓷的宏观物理性能随空间方向变化的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单晶和多晶陶瓷的宏观物理性能随空间方向变化的研究（151页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北京工业大学博士学位论文单晶和多晶陶瓷的宏观物理性能随空间方向变化的研究姓名：王越申请学位级别：博士专业：材料学指导教师：蒋毅坚20060901北京工业大学工学博士学位论文A B S T R A C TI no u rp a p e r , f i r s t l y , t h e o r e t i c a lg r o u n dc r y s t a lp h y s i c sa n dt e n s o rt r a n s f o r m a t i o no fm a c r o s c o p i cc r y s t a lp r o p e r t i e sa r ei
2、 n t r o d u c e ds y s t e m a t i c a l l y S e c o n d l y , b a s e du p o nc l a s s i f i c a t i o no ft h el o w , t h em i d d l ea n dt h eh i g hc r y s t a lc l a s s e s ，t h eo r i e n t a t i o nd e p e n d e n c ep r o p e r t i e so fs i n g l ec r y s t a l sw i t hk n o w np h y s
3、 i c a lc o e f f i c i e n t sh a sb e e ns t u d i e dw i d e l ya n ds y s t e m a t i c a l l yw h i c hr e f e r st o1 2o u to f3 2p o i n tg r o u p s I ne a c hc r y s t a lc l a s s e s ，d i e l e c t r i c ，p i e z o e l e c t r i c ，e l a s t i c ，e l e c t r o o p t i ca n ds o m eo t h e
4、 rp r o p e r t i e sd e p e n d i n go nd i r e c t i o no fs o m et y p i c a ls i n g l ec r y s t a l sh a v eb e e ns t u d i e d T h ed i s t r i b u t i o ni ns D a c ea n dt h em a x i m u mv a l u e sa n dd i r e c t i o n so fc o r r e s p o n d i n gp r o p e r t i e sa r eo b t a i n e d
5、 T h eo r i e n t a t i o nd e p e n d e n c eo fd i e l e c t r i ca n dp i e z o e l e c t r i cp r o p e r t i e so fL i N b 0 3 ，L i T a 0 3 ，A D Pa n dK D Ps i n g l eo r y s t a l sh a v eb e e ne x a m i n e db yt h ee x p e r i m e n t s T h em e a s u r e m e n tr e s u l t sa c c o r dw i
6、t ht h ec a l c u l a t e do n e s F i n a l l y , t h em e c h a n i s m so fc r y s t a lp r o p e r t i e sd e p e n d i n go no r i e n t a t i o na r ea l S Od i S C U S S e d I no r d e rt oe n h a n c et h ep e r f o r m a n c eo fc e r a m i c st oc o m p a r ew i t ht h a to fs i n g l ec r
7、 y s t a l s ，i no u rp a p e r , am o d i f i e da p p r o a c hi sp r e s e n t e d T h a ti st h ec e r d n l i ct e x t u r ew i l lb ee n h a n c e dt of o r mc e r a m i cr a na sap i l l a rb yh i g h e rd r y - p r e s sm o l d i n g( u n i a x i a lp r e s s ) u n d e rt h ec o n v e n t i
8、o n a ls o l i d s t a t er e a c t i o nt e c h n i q u e T h i sk i n do fm o d i f i e dt e c h n i q u ec a l ln l a k et h ep h y s i c a lp r o p e r t i e so ff u n c t i o n a lc e r a m i c st oh a v eo b v i o u sa n i s o t r o p yw h i c ha r ep a r a l l e lo rv e r t i c a lt ot h ep r
9、 e s sa x i sc A p p l y i n gt h et e c h n i q u et ot h ef a b r i c a t i o no fa 舢2 0 5 ，T a 2 0 5 - T i 0 2 ，N b 2 0 5 - T i 0 2 ，N b 2 0 5 - T a 2 0 5a n dL a - C a - M n - Of u n c t i o n a lc e r a m i c s ，w i t hp a r a l l e lCc u t , t h ed i e l e c t r i cp r o p e r t i e sh a sb e
10、e ni m p r o v e df o rt h ed i e l e c t r i c r a n l i c sa - A 1 2 0 3 ，T a 2 0 s - T i 0 2 ，N b 2 0 s - n 0 2a n dN b 2 0 5 1 a 2 0 5 ，t h er e s i s t a n c ea n dt h ei n s u l a t o r - m e n t a lt r a n s i t i o nt e m p e r a t u r eh a v eb e e ni n c r e a s e df o rc o l o s s a lm a
11、g n e t o r e s i s t a n c ec e r a m i c sL a l x C a x l 垤l 1 0 3 ，F i n a l l y , t h ec o n d i t i o na n dt h em e c h a n i s mo ft h et e c h n i q u e sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e di nd e t a i l T oc o m p a r ew i t ht h es i n g l ec r y s t a l s ，o r i e n t a t i o nd e p e n
12、 d e n c eo fp h y s i c a lp r o p e r t i e so fB a T i 0 3a n dm o d i f i e dP b T i 0 3h a sb e e nc a l c u l a t e dw h i c ha r ev e r yd i f f e r e n tw i t ht h ec o r r e s p o n d i n gs i n g l ec r y s t a l s I tm e a l l st h eo r i e n t a t i o nd e p e n d e n c eo fm a c r o s c
13、 o p i cc r y s t a lp r o p e r t i e si sd e t e r m i n e db ym i c r o s c o p i cs t r u c t u r e T h eo r i e n t a t i o nd e p e n d e n c eo f d i e l e c t r i ca n dp i e z o e l e c t r i cp r o p e r t i e so f c e r a m i c sh a sb e e ne x a m i n e db ye x p e r i m e n t0 1 1P Z T
14、4p i e z o e l e c t r i cc e r a m i c s K e y w o r d s ：s i n g l ec r y s t a l s ，p o l y c r y s t a l l i n eC e l “ a l D i o s ，m a c r o s c o p i cp h y s i c a lm I -独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与
15、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：垄垫关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。( 保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：缝日期：导师签名：型鱼：坠：三日期：跏占2 吨第1 章综述随着科学技术的发展，人们对材料特别是单晶和多晶陶瓷的性能提出了更高的要求，如何提高单晶和陶瓷的诸如介电、弹性、压电和电光等宏观物理性能以满足日益增长的需要，是当今材料工作者面临的课题。提高材料性
16、能的途径主要有新材料体系的开发、对原有材料的掺杂改性、改进材料制备和加工技术等。单晶生长周期长，生产成本高，工艺复杂。由晶体物理学可知，晶格结构的各向异性将导致晶体物理性能的各向异性。对此性质的利用将充分发挥现有晶体的潜力，节约大量的资源和时间，同时，还将为高性能器件的设计以及高性能特殊取向薄膜的研制提供理论依据。为了获得高性能的陶瓷，本文提出了在最佳的传统固相烧结条件下，提高于压成型压力，进行柱状坯体烧结的工艺，可以有效地增加电子陶瓷物理性能的各向异性程度，提高陶瓷的性能，在实际应用中具有重要的实用价值。1 1 晶体宏观物理性能随空间方向变化的研究1 1 1 晶体晶体可分为单晶体和多晶体，这里所提到的晶体为单晶。晶体是由原子、分子、分子集团等在空间中周期性重复排列而得到的，具有长程有序的特点【埘。晶体又分为天然晶体和人工晶体。从1 9 世纪末人们开始尝试各种方法生长晶体，这种用人工方法生长出来的晶体叫人工晶体。到目前为止，已经发明了几十种晶体生长的方法，如提拉法、浮区法、焰熔法、坩埚下降法、助熔剂法和水热法等。利用这些
