高溫壓電晶體YXGd1-XCa4O(BO3)3的提拉法生長及其性能研究.pdf

1、分類號：0782.04密級：UDC：540學校代碼：11065碩士學位論文高溫壓電晶體高溫壓電晶體YXGd1XCa4O(BO3)3的提的提拉法拉法生長及其性能研究生長及其性能研究楊利廷指導教師滕冰教授學科專業(yè)名稱物理學論文答辯日期2016年6月4日I摘要高溫壓電材料在航空航天、石油探測、汽車工業(yè)等領域有著廣泛的應用。本論文圍繞著高溫壓電晶體YxGd1XCa4O(BO3)3(縮寫為YxGd1XCOB)晶體的提拉法生長及其性能的研究展開工作

2、。利用提拉法生長YxGd1XCOB晶體。并對晶體的介電性質(zhì)、壓電性質(zhì)、熱膨脹性能進行了研究，論文中介紹的主要工作和結(jié)果如下：(1)利用固相法制備了提拉法生長晶體的原料，根據(jù)衍射圖譜計算出YCa4O(BO3)3（縮寫為YCOB）晶體的晶胞參數(shù)為a=8.07，b=16.01，c=3.524及β=101.16o并與標準YCOB晶胞參數(shù)a=8.077，b=16.02，c=3.534及β=101.19o比較。利用西安百瑞科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的PE

3、RI400P型單晶爐，提拉生長了YxGd1XCOB晶體。采用D8Advance型x射線粉末衍射儀（Cu靶，λ=0.15406nm），測試范圍為2θ=070o，掃描速度為1omin，測試了XRD粉末衍射與YCOB晶體標準PDF卡比較，發(fā)現(xiàn)峰的位置和強度一致，說明生長的YxGd1XCOB晶體的晶體結(jié)構(gòu)與YCOB晶體的結(jié)構(gòu)相同。計算得到Y(jié)0.145Gd0.855Ca4O(BO3)3（縮寫為Y0.145Gd0.855COB）晶體的晶胞參數(shù)為a=

4、8.088，b=16.026，c=3.548及β=101.34o，與YCOB晶體的晶胞參數(shù)（a=8.077，b=16.02，c=3.534及β=101.19o），GdCa4O(BO3)3（縮寫為GdCOB）晶體的晶胞參數(shù)（a=8.104，b=16.03，c=3.558及β=101.25o）相比較。分析了晶體中的缺陷類型，利用腐蝕法觀察到了位錯露頭，利用同步輻射白光形貌術(shù)觀察到了晶界。(2)利用電橋法對Y0.145Gd0.855COB晶體

5、的樣品沿著x軸，y軸，z軸測量相對介電常數(shù)，電場頻率為10KHz，電壓為1V，溫度范圍為30℃600℃，升溫速率為5℃min。研究了Y0.145Gd0.855COB晶體的介電常數(shù)隨溫度的變化。并且Y0.145Gd0.855COB晶體的各個相對壓電常數(shù)都與YCOB晶體和GdCOB晶體相比較，Y0.145Gd0.855COB晶體介電常數(shù)比較大，介電損耗0.1%，表現(xiàn)出良好的介電性能。同時測量了Y0.145Gd0.855COB晶體的介電損耗，

6、在30℃時，測得Y0.145Gd0.855COB晶體的介電損耗分別為tanδ11=0.034%，tanδ22=0.046%，tanδ33=0.03%。Y0.145Gd0.855COB晶體介電損耗較小。(3)對生長得到的Y0.145Gd0.855COB晶體進行加工，取出ZX切型的樣品。對晶體的壓電系數(shù)d26進行了測量，測量結(jié)果為d26=9pCN，介于YCOB晶體壓電系數(shù)d26=7.86pCN和GdCOB晶體壓電系數(shù)d26=11.5pCN之