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高居里温度弛豫基铁电单晶的研究进展

段子青 , 许桂生 , 王晓锋 , 杨丹凤

功能材料

传统压电铁电材料已不能满足工业发展的需要,高居里温度弛豫基铁电单晶将是下一步铁电压电材料发展的趋势.PINT、PYNT、BSPT和BS-BG-PT单晶等几种高居里温度弛豫基铁电单晶的研究已经开展,它们均表现出优良的性能;但其研究仍处于初步阶段,存在很多问题有待解决,如晶体尺寸小,性能研究不完善,材料成本高等.大尺寸高质量单晶的生长、结构性能的深化研究以及新体系的探索将是下一步高居里温度弛豫基铁电单晶的研究重点.

关键词: 高居里温度 , 弛豫基铁电体 , 单晶

四方相PMNPT单晶的生长和结构

许桂生

人工晶体学报

关键词:

晶体表面结构和负离子配位多面体生长基元

仲维卓 , 罗豪甦 , 华素坤 , 许桂生

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.04.003

本文讨论了晶体表面结构和负离子配位多面体结晶方位的关系.指出了晶体表面结构,显示了负离子配位多面体在晶体生长过程中的结晶轨迹.因此,运用负离子配位多面体生长基元理论模型,晶体的生长机制可以通过对晶体表面结构的分析得以解释.

关键词: 表面结构 , 负离子配位多面体结构基元 , 生长机制 , 多形性 , 螺旋结构

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构(Ⅲ)

仲维卓 , 许桂生 , 罗豪更生 , 华素坤

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.03.001

本文用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了多型性晶体表面螺旋结构的形成,提出在多型性晶体中配位多面体呈层状分布,配位多面体的面为层的边界,上、下层负离子配位多面体不是呈镜象对称的,在三方晶系和六方晶系的晶体中是沿晶轴a、b错开,上、下两层负离子配位多面体体呈交叉对应,从而达到稳定平衡.晶轴c与负离子配位多面体高次对称轴平行,配位多面体往界面叠合是绕着c轴转动的,其叠合轨迹为螺旋或同心环结构.从多型性晶体螺旋结构的规律性可以看出,晶体生长基元为负离子配位多面体,由于负离子配位多面体的面与呈现螺旋结构的晶面平行,所以生长速率慢,是一个显露面积大的稳态面.螺旋结构只是在该面族上显露.

关键词: 多型性晶体 , 螺旋结构 , 表面结构 , 负离子配位多面体 , 生长基元

负离子配位多面体生长基元和晶体形貌

仲维卓 , 罗豪甦 , 华素坤 , 许桂生

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.04.004

本文运用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了负离子配位多面体在异质同构和同质异构晶体中的结晶方位和其形态之间的关系,发现晶体的生长习性与负离子配位多面体在不同面族上相互联结的稳定性密切相关.负离子配位多面体以顶角相联最稳定,以边相连次之,以面相连最不稳定.同时,本文用负离子配位多面体生长基元理论模型对极性晶体ZnO和ZnS的生长习性也做了一定的解释.

关键词: 同质异构 , 同构异质 , 极性晶体 , 负离子配位多面体生长基元 , 晶体形态

负离子配位多面体生长基元与晶体表面结构(Ⅱ)异质同构晶体表面结构：金刚石(C)与闪锌矿(ZnS)；刚玉(Al2O3)与赤铁矿(Fe2O3)；碘化镉(CdI2)与氯化镉(CdCl2)

仲维卓 , 许桂生 , 罗豪甦 , 吴永君 , 贺天厚 , 华素坤

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.01.006

本文研究了几种异质同构晶体的表面结构与晶体中负离子配位多面体结晶方位之间的关系，提出了晶体中各族晶面上结构花纹与负离子配位多面体在各族晶面上的显露是互相对应的关系，异质同构晶体中的负离子配位多面体的结构形式、联结方式和结晶方位是完全相同的。故晶体的表面结构花纹亦完全一致，而且晶体的结晶形貌也是十分相似的。

关键词: 异质同构 , 负离子配位多面体生长基元 , 生长习性

弛豫型铁电体PZNT制备与性能研究的进展

许桂生 , 罗豪 , 齐振一 , 徐海清 , 殷之文

无机材料学报

本文综述了近年来国际上弛豫型铁电体PZNT的制备与介电、压电及电致伸缩性能研究的进展．PZNT单晶体的制备方法以高温PbO熔剂法为主，其尺寸已达40mm．随PT含量的变化，PZNT的顺电一铁电相交由弥散性、混合型变为一级相变；其铁电-铁电相变可由组份或电场诱导，由介电性能表征．压电性能在MPB处及偏向三方相一侧达到最佳，＜001＞切向的三方相与四方相单晶可分别作为频带宽、分辨率高、且阻抗匹配好的新一代声阵列与单个器件传感器．＜001＞向的PZNT单晶具有巨大的电致伸缩应变，可望成为高性能的固体驱动器．

关键词: PZNT , null , null , null

弛豫型铁电体PZNT制备与性能研究的进展

许桂生 , 罗豪 , 齐振一 , 徐海清 , 殷之文

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.1999.01.001

本文综述了近年来国际上弛豫型铁电体PZNT的制备与介电、压电及电致伸缩性能研究的进展. PZNT单晶体的制备方法以高温PbO熔剂法为主,其尺寸已达40mm. 随PT含量的变化,PZNT的顺电-铁电相变由弥散性、混合型变为一级相变;其铁电-铁电相变可由组份或电场诱导,由介电性能表征. 压电性能在MPB 处及偏向三方相一侧达到最佳,<001>切向的三方相与四方相单晶可分别作为频带宽、分辨率高、且阻抗匹配好的新一代声阵列与单个器件传感器.<001>向的PZNT 单晶具有巨大的电致伸缩应变,可望成为高性能的固体驱动器.

关键词: PZNT , 单晶 , 压电性能 , 电致伸缩应变

PMNT单晶电畴结构随组分与结构的变化

许桂生 , 罗豪甦 , 徐海清 , 齐振一 , 殷之文

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2000.02.004

利用多种方法观察了弛豫型铁电单晶PMNT中电畴结构随组分与结构的演变过程与特征.观察发现，在PMN-PT的三方相区内，随PT含量的增加，电畴结构表现出微畴--(亚微畴)--不规则宏畴--规则宏畴转变历程；在三方--四方相变中，非180°电畴发生71°(或109°)宏畴--90°宏畴的转化，同时电畴图像变得更为规则.根据不同组分PMNT电畴的显示特征，提出晶体的最大双折射率可以作为度量其弛豫性强弱的光学参数.观察到了电畴的分布不均匀与多级结构现象，前者与组分或结构的起伏有关，后者与多期式马氏体转变有关.本文还分析了偏光显微镜、DIC、SEM、SEAM等观察方法中电畴的成像特征.

关键词: 弛豫型铁电体 , 压电单晶 , PMNT , 电畴结构 , 微畴--宏畴转变

无铅压电材料的研究进展

朱秀 , 许桂生 , 刘锦峰

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.04.05

铁电压电材料是一类非常重要的功能材料,在国民经济?高技术和国防工业中有着重要应用.含铅铁电压电材料由于具有类型丰富?性能优异?成本低廉等优势而被广泛应用.随着绿色可持续社会发展理念的深入,含铅材料对人体及环境的不利影响日益受到关注,开发环境友好的无铅压电材料成为铁电压电材料学科的重要研究方向.无铅压电材料的形式包括陶瓷和单晶, 目前有两类无铅压电材料受关注程度较高:①BaTiO3(BT)、Bi0.5Na0.5TiO3(BNT)、(K,Na)NbO3(KNN)三大体系无铅压电材料,因其具有准同型相界(MPB)或多型相界(PPB)结构,在相界组分附近表现出优异的压电性能,而受到广泛的研究;②铋层状结构和钨青铜体系无铅压电材料,因其具有居里温度高及各向异性大等特性而受到人们的重视.根据国内外有关无铅压电材料文献资料,分析和总结了无铅压电材料的组分设计、相界构建与性能调控、材料制备的最新研究进展,讨论了离子或化合物掺杂改性和制备工艺对材料性能的影响,分析了无铅压电单晶在制备上存在的挑战及空间生长对组分复杂的固熔体单晶生长带来的好处等问题.最后,在此基础上,对无铅铁电压电材料今后研究和发展方向进行了展望.

关键词: 无铅压电 , 陶瓷 , 晶体 , 压电性能 , KNN , BNT