Pb0.97La0.02(Zr0.66Sn0.25Ti0.09)O3薄膜的水热合成及其表征开题报告
2020-07-06 18:34:07
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的或工程应用价值
美国物理学家kittle c在1951年从根据宏观唯象理论提出了反铁电性的概念,并预言反铁电体的存在及其所具备的一些基本特征[1]。作为铁电材料的一类分支,反铁电体因其相邻的偶极矩反平行排列,宏观并不表现出自发极化。但在外电场作用下会发生反铁电(afe)shy;-铁电(fe)相变,出现特征的双电滞回线,如图1所示。对相变后的铁电体,通过加热或加压等方式可使其回复为反铁电体,该过程伴随着极大的应力变化和高密度电荷瞬间释放的现象,因而反铁电体成为应用于高密度储能电容器的优秀候选材料。图2为反铁电材料与铁电材料储能过程。当施加在铁电电容器的电场撤掉时,由于铁电体较大的剩余极化,大部分充电输入的能量wf被储存在材料中,只有很小一部分w#8217;f被释放;而对于反铁电电容器,当电场降为零,极化也降至零,材料不储存多余能量,除去很小一部分waf因极化转向发热的损耗外,输入能量的大部分w#8217;af以电能释放。反铁电体在足够电场作用下转变为铁电体,这便是一个储能的过程;当电场强度逐步减小到零,铁电相变为反铁电相,这就是一个释能过程[2]。
图1 pbzro3双电滞回线 图2 铁电体和反铁电体的储能过程
由于反铁电相变储能材料具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点,能够解决能量供求在时间和空间上分配不平衡的矛盾,是提高能源利用率的有效手段,也是储存可再生能源的有效方式之一。它在航空航天、太阳能利用、工业余热回收、采暖空调及家用电器等领域有着广泛的应用。同时,通过控制电场的大小,电场诱导相变还提供了可开关、可调的介电、压电和释热电性能,并具有可逆的增强效应。目前实际应用的反铁电材料主要是改性的pbzro3基材料。对pbzro3进行改性掺杂,会使它的反铁电shy;-铁电相变点降低,甚至可以降到室温以下;或者一个极化电场,使它变成亚稳的铁电相。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
(1) 采用固相法制备plzst反铁电薄膜。
(2) 探索比较不同矿化剂浓度、保温时间和反应物浓度等因素,结合表征结果对所需产物的形貌和尺寸进行控制。
(3) 对合成的样品进行物相分析,确定其组成和晶型。
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