复合钙钛矿铌镁酸铅(PMN)和铌锌酸铅(PZN)弛豫铁电陶瓷由于其独特介电、压电以及非线性光学性能等而备受关注,本项目旨在探索该类材料二维膜结构的水热低温制备工艺及特性。这类材料采用一般高温烧结较难获得纯钙钛矿结构,总会伴随有焦绿石相,如何在低温下制备出纯钙钛矿结构PMN和PZN就成了本项目关键所在。我们采用难溶性氧化物为原料,在低温水热下合成出了粒径较小、粒度分布均匀的纯钙钛矿结构PMN和PZN粉体,获得了其水热制备条件以及粉体的结构与形貌的演化规律。发现矿化剂浓度、反应时间和反应温度对产物的晶体结构和微观形貌有着重要影响,在水热系统中,PMN粉体和PZN粉体的形成机制遵循"溶解-结晶-长大"的机制。然后利用水热制备二维膜材料具有对基底的形状、大小没有要求,所制备的二维膜材料又在低温下完成,可降低膜与基底之间的应力,减少由该应力导致的微裂纹,最终实了现以金属钛为基底在150摄氏度下制备纯钙钛矿结构系列弛豫铁电厚膜,揭示了矿化剂浓度和反应时间对其结构和性能的影响规律,掌握了矿化剂浓度调控机理和作用,优化工艺参数后得到组织稳定厚膜材料,其厚度达20微米,具有良好介电性能和典型弛豫特征。
英文主题词Complex perovskites; PMN; PZN; hydrothermal process; two-dimensional films