导读:本文包含了弛豫铁电单晶论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁电,复合材料,系数,传感器,效应,能量,相控阵。
弛豫铁电单晶论文文献综述
刘爽,蓝宇[1]（2019）在《基于弛豫铁电单晶的夹心式矢量水听器研究》一文中研究指出0引言矢量水听器具有的天然余弦型指向性,使之在低频探测方面较常规声压水听器具有很大优势。同时由于其多通道矢量信号输出的特点,使之对水下声场的描述更加直接、准确[1]。随着弛豫铁电单晶材料制备的日趋完善,使这种具有高压电性能的材料在矢量水听器上的应用成为可能。本文针对一种基于PMNT的夹心式矢量水听器开展有限元仿真研究。利用单晶材料高的压电性能和棒的弯曲振动来提高矢量水听器低频灵敏度特性。(本文来源于《2019年全国声学大会论文集》期刊2019-09-21）
何超,熊俊杰,龙西法[2]（2019）在《弛豫铁电单晶的畴工程》一文中研究指出畴工程是提高铁电单晶压电性能的一种重要技术手段。相比通过化学组成的改变来提高压电性能,畴工程方法是一种低成本、省时的方法。例如利用畴工程方法在[001]取向的正交BaTiO_3单晶中获得了压电系数d_(33)超过500pC/N,机电耦合系数k_(33)大于85%,其性能和PZT陶瓷相当。在弛豫铁电单晶方面,通过设计电极材料和电极图案可以提高PMNT单晶的压电性能。2014年,Yamamoto和Yamashita等人报道了弛豫铁电单晶PMNT在交流极化下压电系数d_(33)提高了20-40%。设计极化方式来提高弛豫铁电单晶的压电性能变得更加经济方便。在弛豫铁电单晶的制备方面,顶部籽晶法(TSSG)提供了一种获得高质量弛豫铁电单晶的方法。在本工作,采用底部籽晶法制备了高居里温度的弛豫铁电单晶(PIN-PT、PYN-PMN-PT),通过优化极化方式,动态调控电畴的发育、生长、翻转过程,实现高居里温度弛豫铁电单晶压电性能的提升。PIN-PT单晶室温直流极化后压电系数d_(33)为1050pC/N。通过调控电场稳态时间,最佳压电系数达到2350pC/N。相比直流极化,PYN-PMN-PT单晶交流极化后自由介电常数、夹持介电常数、压电系数d_(33)分别提高了31%、7%和55%。(本文来源于《第九届国际稀土开发与应用研讨会暨2019中国稀土学会学术年会摘要集》期刊2019-05-15）
曾洲[3]（2018）在《弛豫铁电单晶在穿戴式压电能量收集器中应用的基础研究》一文中研究指出随着微电子工业集成技术与物联网技术水平不断提升,小微型便携/穿戴式电子器件得到了前所未有的高速发展,它们可实现健康监测,医疗,导航,娱乐以及无线通讯等功能,对人们的生产方式和生活理念转变产生巨大影响。然而,为其供电的化学电池的能量密度却越来越跟不上电子集成技术的发展速度,不能满足其小微型化方向发展需求。当这些设备电量耗尽时,会给使用者带来极大不便和安全隐患。特别是在一些嵌入式/植入式的电子器件内部,如心脏起搏器等,更换电池不仅在技术上比较困难,还会给患者的生命安全带来极大威胁。压电能量收集技术便是解决这些问题最有效的途径之一,它指的是将人体运动产生的动能收集起来,通过压电效应转变成电能,为便携式低功耗的电子设备供电,达到延长电池使用寿命甚至是代替电池,实现其自助供电的目的。但是,目前的穿戴式压电能量收集技术还是存在着输出性能较低,达不到大部分电子设备功耗需求,以及在输出性能和舒适性方面无法达到平衡的缺陷。针对以上问题,在本论文中,我们以高性能弛豫铁电单晶PIN-PMN-PT和PMN-PT为基础,围绕人体运动产生的应变能和惯性振动能两种能量的收集,从压电材料优化,器件模型分析,器件结构设计制备叁个方面由浅入深,分别展开了宏观柔性压电能量收集器和基于悬臂梁的复合结构刚性谐振压电能量收集器的设计、制备、表征和应用工作,主要取得了以下几个方面的研究成果:1)利用交流极化显着提升了低PT含量的弛豫铁电单晶压电性能,并通过老化将单晶介电损耗降低至直流极化水平。在f=30 Hz,Vp=1.2 k V/mm和10 Cycles的最优极化条件下,尺寸为5×5×0.5 mm3,切型为<001>L×<110>W×<1-10>t的PMN-26T单晶压电常数d33能达到1680 p C/N,比直流极化d33提升34%;介电常数33Te也从5100提升至6700;介电损耗有所增加,从0.5%增大到1.46%。交流极化后的PMN-26PT样品性能几乎达到直流极化的PMN-30PT性能,这大大提升了晶体利用率。老化实验表明,在60天内,交流极化的单晶的压电性能几乎保持不变,介电损耗却能降低至直流极化水平(0.3-0.6%)。2)提出宏观柔性压电能量收集器Macro-Flexible Piezoelectric energy harvester(MF-PEH)的概念,利用体压电材料PIN-PMN-PT单晶设计制备了结构为ABS柔性基底/PI柔性电路板/PIMNT单晶长薄片阵列的阵列式宏观柔性压电能量收集器。该器件在弯曲半径为R=5.04 cm时,晶片内部应变0.225%,开路电压达到23.2 V,外推短路电流达到105mA;并且在500 kW的阻抗下,最大输出瞬时功率高达(15)(13)(17)(20)m W,比已报道性能最好的PMN-PT厚膜柔性压电能量收集器高出50%。3)利用PIMNT单晶/环氧2-2复合材料研制了Plastic-Composite-Plastic叁明治结构(PCP结构)的宏观柔性压电能量收集器,极大地提升了器件的柔性,同时很好地保持了器件的输出性能。研究结果表明:该器件的可弯曲半径可达到1.05 cm,为阵列式宏观压电能量收集器的1/5;并且,在此弯曲半径和4.2 Hz的激励频率下,器件开路电压和短路电流分别达到12.9 V和29mA,在400 kW的匹配阻抗下具有0.28 m W/cm3的瞬时功率密度,达到和阵列式压电能量收集器相当的水准。另外,利用IDE电极代替该结构平行板电极,制备的MF-PEH介电损耗得以大幅度降低(从0.1降低至0.01@1 k Hz),在弯曲半径为2.2 cm和0.39 Hz的激励下,器件开路电压和短路电流分别达到54.2V和6.7mA,最大瞬时功率为105mW,对应的功率密度达到0.64 m W/cm3,相当于同环氧体积分数的平行板电极PCP结构MF-PEH的2.3倍。4)结合悬臂梁与双层错位式叁明治结构各自特点提出了基于剪切模式的悬臂梁低频驱动复合结构压电能量收集器(S-CANDLE)。该结构利用悬臂梁吸收振动能,并能将压力放大后传递给双层错位式叁明治结构,从而对晶片高效实施剪切。理论分析和实验结果表明,该系统的应力放大因子大于100,并且随末端质量块增大而增大。在0.4 g激励加速度和40.5 Hz激励频率下,末端质量块为13.5g的器件可产生60.8 V电压和390mW的功率,功率密度达到21.6 m W/cm3,比同尺寸悬臂梁线性振子高出5倍以上。5)结合分段线性悬臂梁与应力放大中空结构各自特点设计碰撞式非线性悬臂梁压电能量收集器。一方面,该结构在悬臂梁基础上添加了碰撞阻挡块,形成分段线性的刚度变化机制,在振动过程中由碰撞导致混沌运动,从而拓展带宽;另一方面,我们设计的中空结构增大晶片中性面到悬臂梁中性面距离,以此增大输出。研究结果表明,该器件的带宽随着碰撞距离d的减小而发生拓展,在58.5 Hz和0.3 g的激励加速度下,碰撞距离d=0.66 mm的器件开路电压和输出功率分别达到26.2 V电压和1.15 m W,带宽高达7.3 Hz,均比同尺寸悬臂梁高出一个数量级。6)在应用对象和自助供电系统搭建方面,我们利用宏观柔性压电能量收集器收集膝盖运动能量,成功搭建了为心率表自助供电的穿戴式压电能量收集系统。研究结果表明:将基于IDE电极的PCP结构MF-PEH贴于膝盖后侧收集人体运动能量时,走动能产生开路电压20 V,并能瞬时点亮12颗红色LED灯;跑动能产生开路电压30 V,并且接入高效能量管理电路LTC3588后,该器件在跑动1 h过程中能将可充电的锂电池ML414从0.4 V充至2.35 V,充好电的锂电池能带动心率表正常工作。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
方聪[4]（2018）在《基于高性能弛豫铁电单晶的磁电型弱磁传感器研究》一文中研究指出磁电效应是指材料在外加磁场中电极化强度的改变,或者材料磁化强度随外加电场变化的效应,在信息存储、生物医学、能量转换等方面有着重要的应用价值。本论文主要研究基于异质结磁电复合材料的被动式弱磁传感器,其工作原理为磁电复合材料利用压磁和压电效应的组合将外界交变弱磁信号转变成电学信号,再由专用前置放大电路对该电学信号做进一步放大处理,最终实现弱磁信号至可采集电压信号的转变功能。基于高性能弛豫铁电单晶的磁电型弱磁传感器目前初步实现了与磁通门、磁棒等传统高性能磁传感器相竞争的能力,在灵敏度、带宽、功耗、体积、成本等综合性能上占据一定优势,已在水下电磁场监测、地质勘探、电磁定位等方面获得初步应用。本论文通过磁电复合材料及其磁传感器噪声等效磁场模型的建立、高性能磁电复合材料的制备、低噪声前置放大电路的设计、磁电型弱磁传感器封装与外围接口的完善,最终实现了低频版本磁传感器1Hz下3.2 pT/Hz~(1/2),高频版本磁传感器谐振频率(f_r=17.24 kHz)下9.1 fT/Hz~(1/2),LCR调谐模式磁传感器谐振频率(f_r=25.2 kHz)下0.26 pT/Hz~(1/2)。具体包括:设计并制备了基于Metglas磁致伸缩合金和PMNT单晶的L-L结构、基于Metglas磁致伸缩合金和Mn-PMNT的MLT结构、基于Terfenol-D磁致伸缩合金和PMNT的L-W结构、基于Metglas磁致伸缩合金和PMNT的小尺寸L-T结构四种高性能磁电复合材料。对这四种结构磁电复合材料的磁电系数、介电损耗、噪声等效磁场、高频谐振特性等进行表征,并建立模型结合有限元仿真分析压磁/压电相尺寸结构对上述性能的影响规律,用于指导磁电复合材料结构设计。基于所制备的高性能MLT结构磁电复合材料和低噪声电荷放大电路,分别研制了适用于低频和高频的一体化封装式磁电型弱磁传感器,通过等效电路模型和实测结果分析复合材料和电路本征参数与传感器在不同频段下的响应、噪声等的内在关联。基于小尺寸Terfenol-D/PMNT L-T结构磁电复合材料制备了基于电压放大模式的LCR调谐模式磁电型弱磁传感器,突破了以往只能依赖物理尺寸调节谐振频率的局限,兼顾传感器谐振频率、体积、噪声等效磁场等指标,并建立等效电路模型分析传感器在谐振下的响应、噪声等电学特性。探索了磁电型弱磁传感器在水下交变电磁场探测与内窥镜交流激磁定位系统中的应用。基于MLT结构磁电复合材料制备而成的低频磁电型弱磁传感器,与合作单位分别就水下阵列式和深海走航式弱磁探测应用需求制备了叁轴和拖曳式磁传感器,并展开了初步测试,研究了目标物的速度、距离、磁矩大小对传感器输出信号的影响。针对基于LCR调谐模式磁电型弱磁传感器,将其应用于内窥镜交流激磁定位系统,与传统调谐线圈在1 kHz~30 kHz频段内就响应和噪声进行对比分析,LCR调谐磁传感器拥有更低的噪声等效磁场和更高的谐振Q值,能有效提升磁定位系统的定位精度和工作距离。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
姚蒙[5]（2018）在《基于弛豫铁电单晶的磁电型磁传感器研究》一文中研究指出磁电效应,是指材料电极化强度随磁场改变或者磁化强度随电场而变化的效应。基于磁电效应的磁电材料,可以实现磁与电之间的能量转化,在传感器、换能器、微波器件、信息存储等方面存在重要应用价值。将磁致伸缩材料和压电材料进行两相复合,得到的磁电材料具有极大的磁电效应,磁电型弱磁传感器便是利用这种磁电材料实现对外磁场的电响应,再通过前置电路进行放大输出的功能器件。本论文的研究工作是基于高压电性能的弛豫铁电单晶,研制低弱磁探测极限的弱磁传感器。论文中首先建立了磁电型磁传感器的等效电路模型、传感器磁电响应模型和本征电噪声模型,为提高磁电响应和抑制本征电噪声提供了可靠依据。为了获得更大的磁电响应,分别选用高压磁系数的Metglas和高压电常数的弛豫铁电单晶作为磁致伸缩材料和压电材料。论文中优化了Push-Pull复合结构极化条件,避免压电芯的极化破坏;优化了磁致伸缩材料尺寸,提高了磁电系数。为了进一步降低压电芯的介电损耗,设计了新型Multi-L-L结构磁电复合材料。另外还设计制备了性能最优的Multi-L-T结构磁电复合材料,获得较高磁电系数和较低的介电损耗,材料噪声等效磁场为1.9 p T/Hz1/2@1Hz。论文中设计制作了低噪声前置电荷放大电路,实测电路的增益响应和噪声性能与设计完全一致。将磁电复合材料灵敏元和前置电路进行一体化封装,完善传感器的充电、信号输出等外围接口,得到最终的磁电型弱磁传感器。对传感器的量程、灵敏度、线性度、带宽、噪声水平进行了标定,弱磁探测极限为2.8 p T/Hz1/2@1Hz,明显低于广泛应用的高性能磁通门。最后基于单轴磁电传感器,装配了叁轴正交矢量磁传感器。所设计制备的磁电型弱磁传感器具有低噪声、低成本、低功耗、体积小、可矢量探测、室温工作等综合性能优势,有望替代磁通门、光泵等传统磁传感器。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
张章[6]（2018）在《弛豫铁电单晶PMNT在医用相控阵超声换能器中的应用研究》一文中研究指出以PMNT(Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3)弛豫铁电单晶为代表的高性能压电材料,可以大幅提升超声换能器的带宽和灵敏度等性能,从而提高最终超声成像的质量。长期以来弛豫铁电单晶沿[111]方向生长,存在着压电性能不均匀等问题,限制了在阵列超声换能器中的应用。目前课题组大尺寸、高均匀性的[001]方向生长单晶的成功生长为阵列超声换能器的研制打下了坚实基础。然而在新一代单晶阵列超声换能器的研发中存在着诸如单晶性能表征与优化,声学材料间的声学匹配、电学匹配等关键科学问题,国内在该领域的自主研发仍处于相对空白状态,高性能阵列超声换能器的研发已经成为我国医疗超声成像设备的“瓶颈”。本论文围绕弛豫铁电单晶在医用相控阵超声换能器中的应用展开研究,具体的研究结果总结如下:揭示了[001]弛豫铁电单晶场致相变以及温度场、电场对其电学性能的影响规律。PIMNT-Mn的场致相变路径为叁方相(R)—单斜相(M)—四方相(T)—立方相(C),共有叁个相变温度点120℃(T_(R-M))、145℃(T_(M-T))、170℃(T_(T-C)),同时升温下单晶相变是一个持续过程并非突变,说明相变过程中存在多相共存的现象。在温度场、电场激励下,相转变温度点(T_(R-M)和T_(M-T))附近单晶的电学性能如电致伸缩系数Q,相对压电常数d_(33)和最大应变量S_(max)%均出现异常变化现象。针对[001]取向单晶压电振子在相控阵超声换能器中的应用,研究了单晶压电振子的尺寸效应及其振动模式。当宽高比G<0.7时压电振子处于较为单一的纵向高度振动模式,机电耦合系数k_3'_3保持在0.86~0.87,当G进一步增大时k'_3 _3明显降低,横向振动耦合效应显着增加。研制3MHz单晶相控阵超声换能器对比于PZT超声换能器的-6dB带宽提升27.7%,相对灵敏度提高5.2dB,脉冲宽度减小0.19μs。此外,PMNT单晶换能器与PZT换能器阵元性能一致性相当,展示了PMNT单晶超声换能器良好的应用前景。研制出2.7MHz PMNT相控阵超声换能器原型器件的-6dB带宽和相对灵敏度分别达到83.5%和-27dB,较商用国产相控阵换能器-6dB带宽提升10%,相对灵敏度提高4.5dB,同时达到了Philips公司研制的单晶超声换能器的基本性能。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
李悦[7]（2018）在《基于弛豫铁电单晶热释电红外探测器的非分散红外线气体监测系统》一文中研究指出随着全球范围内空气污染的加剧以及人们对空气污染问题重视程度的提高,气体传感器和气体检测仪器的发展已成为全球关注的焦点。国内外各大研究机构和公司也相继开发了多种污染物排放检测技术与设备,其中对固定污染源、特别是CO_2、VOCs等气体排放的在线检测尤为关注。目前市场上主要的气体检测器多为催化燃烧式、电化学式、光电子式以及红外吸收式,其中红外吸收式气体检测器因其稳定性好、使用寿命长、响应时间短、精度高、不易中毒而成为市场发展的主要方向。针对高精度气体检测系统的发展和应用需求,本论文设计并研制了非分散红外线(NDIR)气体检测系统,主要包括:设计气体检测系统的光路结构;制备基于弛豫铁电单晶的高性能热释电型红外探测器,并将其应用于系统光路设计中;设计气体检测系统的硬件结构,使用C语言编写模块化程序;对完整的气体检测系统进行吸收实验,对实验结果数据进行处理,误差分析及标定。在系统的光路部分,为了验证系统整体的可行性,我们首先分析了气体吸收的光谱特点。通过研究CO_2气体的中心吸收峰波长及峰宽,结合Lambert-Beer定律,确定了CO_2气体的红外吸收模型,并借助差分检测方法,进一步修正模型,减小理论误差。经过筛选最终确定光路部分红外光源的工作条件为3.3V、5Hz的方波驱动,密闭气室选用自行设计的多重反射镀金气室。系统的研究了光路部分的重要组件—红外探测器,通过对弛豫铁电单晶性能的调控以及灵敏元制备工艺的优化,制备出了高性能的热释电型红外探测器,探测器的比探测率高达1.5?10~9 cmHz~(1/2)/W,是基于TGS、LiTaO_3单晶的商用探测器的2倍以上。系统电路部分主要由光源驱动电路、信号处理电路、单片机电路组成。使用晶体管作为开关,控制红外光源激励信号;使用液晶显示屏作为显示单元,简单高效的完成电信号采样、处理、分析、显示等功能。在系统的主体程序中,首先系统开机后首先进入主程序,然后各个模块进行初始化,等待中断触发ADC采集,将数字信号经过处理,计算出浓度值并输出显示。其中通过对CO_2气体浓度与探测器输出电信号之间Lambert-Beer定律的实验修正,开发了适用于系统的CO_2气体浓度反演算法。在系统性能部分,我们首先建立了NDIR气体检测系统精度的计算模型,估算出了系统的理论精度约为7 ppm,远高于市面上主要产品的精度。另一方面,测试并计算出系统的实际精度约为23 ppm。详细分析了影响实际精度的因素,发现光源的频谱特性、光源发射功率的不稳定性、光源与探测器的失配、杂散光辐射、温度漂移等是造成实际精度偏低的主要因素。本论文所设计的基于弛豫铁电单晶热释电红外探测器的非分散红外线气体检测系统实现了对CO_2气体浓度的在线检测,精度高达23 ppm,量程为0–2000ppm(可增大至5000 ppm)。该系统不仅精度高,而且成本低、体积小,将在医疗预诊断、智能穿戴、工厂废气监控、家居检测等领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《上海师范大学》期刊2018-05-01）
何超,杨晓明,王祖建,龙西法[8]（2017）在《弛豫铁电单晶的顶部籽晶法生长》一文中研究指出相比较于传统的Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3(PZT)多晶压电陶瓷,弛豫铁电单晶具有超高的机电耦合系数和压电系数.例如,典型的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PZN-PT)和Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PMN-PT)弛豫铁电单晶,其机电耦合系数k_(33)>0.9,压电系数d_(33)>2000 pC/N,使其有潜力应用于下一代压电器件,如传感器、声呐、执行器等.但是弛豫铁电单晶应用的关键在于单晶的制备问题.弛豫铁电单晶的制备技术包括高温溶液法(助溶剂法)、垂直坩埚下降法和顶部籽晶法.顶部籽晶法在制备弛豫铁电单晶时具有很多优势.因此,本文将阐述顶部籽晶法制备弛豫铁电单晶的最新进展.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2017年11期）
陈建伟,赵静,李悦,张浩,罗豪苏[9]（2017）在《基于弛豫铁电单晶的热释电红外探测器研究》一文中研究指出本论文概述了Mn掺杂弛豫铁电单晶Pb(Mg-(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3(PMNT)和Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O-PbTiO_3(PIMNT)的介电性能和热释电性能。掺Mn后的单晶介电损耗可降低到0.05%。PMNT(72/28)单晶的探测优值提高到Fd=27.61×10~(-5)Pa~(-1/2),远高于传统热释电材料。而高居里温度的PIMNT单晶的相转变温度T_(RT)和居里温度T_C较PMNT单晶有较大提高,其温度使用范围可提高35-40℃,将在更高的温度范围内得到应用。制作了基于弛豫铁电单晶的热释电红外传感器,其比探测率最高可达D*=22.1×10~8 cm Hz_~(1/2)/W,远高于基于LT单晶的探测器,具有广阔的应用前景。(本文来源于《2017年光学技术研讨会暨交叉学科论坛论文集》期刊2017-09-20）
王春颖[10]（2017）在《基于弛豫铁电单晶的1-3结构复合材料的物理性能研究》一文中研究指出压电材料作为超声换能器的核心结构之一,其性能的优劣直接影响着换能器的综合性能,目前研究表明所有压电材料当中,具有钙钛矿结构的铁电体压电性能最佳,且弛豫铁电单晶是压电性能最高的钙钛矿铁电晶体。新型弛豫铁电单晶Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-x Pb Ti O_3(PMN-x PT)表现出超高的压电性能和机电耦合系数,尤其在其准同型相界附近的组分沿[001]准立方方向极化的多畴单晶(d_(33)?2000p C/N,d_(31)?-2000p C/N,k_(33)?0.92,k_(31)?0.94,k_(15)?0.97),然而作为换能器的发声材料,块体单晶表现出易碎,厚度方向振动模式不纯净,声阻抗高等特点从而抑制了换能器的带宽和灵敏度的提高。将有机聚合物填充到弛豫铁电单晶小柱周围形成的1-3连通结构的复合材料以其柔性好、平面机电耦合系数小、阻抗低、介电常数低,品质因数低等特点成为近年来制备换能器的最佳选择之一。到目前为止,虽关于PMN-xPT单晶自身性能的研究比较充分,而聚合物相的加入对1-3结构弛豫铁电单晶基复合材料的性能退化与单晶微观畴结构的影响,以及二者之间的关联鲜有报导,本论文将从下述几个方面开展研究。本文结合压电材料的压电方程、声波传播方程、机电耦合系数及内能定义建立了叁维的1-3结构压电复合材料的有效机电耦合系数模型,研究了填充聚合物相的弹性刚度系数及压电小柱的宽厚比(G)对的影响,得出机电耦合系数随着聚合物弹性刚度系数的降低而增加,且随着G的增加逐渐增加至饱和值k_(33)的结论。同时,采用本文建立的压电相为一维四方小柱的模型与已有的压电相为一维圆柱小柱的模型相比较,在相同宽厚比的条件下研究小柱的横截面形状对厚度机电耦合系数的影响,研究结果表明具有相等横截面积的圆柱模型在0.3<G<4时具有较高的机电耦合系数,这对高频换能器的设计和制备具有重要意义。选择具有不同玻璃化转变温度(T_g)的填充相:环氧树脂(Epotek301,T_g>室温)和橡胶(Stycast,T_g<室温),相结构为R相的PMN-0.26PT单晶和准同型相界附近的PMN-0.33PT单晶做为压电相,采用改进的切割填充法制备了1-3结构的弛豫铁电单晶基复合材料。基于PMN-x PT单晶的透明特性利用偏光显微镜(PLM)和压电力显微镜(PFM)观察单晶小柱中的畴结构,并探究极化条件、畴结构与宏观压电性能之间的关系,从而揭示边界应力对单晶畴结构的影响,并确定最优的极化条件。为进一步定量地估算聚合物相对单晶小柱产生的应力影响,结合有限元理论和静态平衡条件理论推导了在极化电场作用下,单晶小柱和聚合物相中应力分布的解析方程。随后开展了在温度场的作用下,聚合物相在升温过程中伴随着弹性刚度系数的改变对单晶小柱中畴结构的影响的研究,得出了聚合物相的刚度系数对压电相和聚合物边界处应力传递的影响。接下来,基于弛豫铁电单晶的1-3型复合材料的实际应用角度出发开展其热稳定性和极化疲劳方面的研究。仍采用上述两种聚合物相制备1-3型PMN-0.26PT单晶基复合材料,一方面研究在升温过程中其压电性能、介电性能的变化,揭示复合材料性能退化与聚合物相的热学性能和PMN-0.26PT单晶退极化之间的关系。另一方面,利用偏光显微镜和电滞回线,研究两种复合材料及块体单晶在略低于单晶矫顽场,频率为10Hz的交变电场作用下经历不同的疲劳周期后其矫顽场、剩余极化强度的变化,并观察单晶破坏形貌的变化,揭示聚合物相对疲劳行为的影响及复合材料极化疲劳机理。结果表明随着疲劳次数增加均表现矫顽场增加,剩余极化强度下降的趋势,并且矫顽场和剩余极化强度的变化幅度均为PMN-0.26PT块体单晶>1-3型PMN-0.26PT单晶/橡胶压电复合材料>1-3型PMN-0.26PT单晶/环氧树脂压电复合材料。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-09-01）
弛豫铁电单晶论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
畴工程是提高铁电单晶压电性能的一种重要技术手段。相比通过化学组成的改变来提高压电性能,畴工程方法是一种低成本、省时的方法。例如利用畴工程方法在[001]取向的正交BaTiO_3单晶中获得了压电系数d_(33)超过500pC/N,机电耦合系数k_(33)大于85%,其性能和PZT陶瓷相当。在弛豫铁电单晶方面,通过设计电极材料和电极图案可以提高PMNT单晶的压电性能。2014年,Yamamoto和Yamashita等人报道了弛豫铁电单晶PMNT在交流极化下压电系数d_(33)提高了20-40%。设计极化方式来提高弛豫铁电单晶的压电性能变得更加经济方便。在弛豫铁电单晶的制备方面,顶部籽晶法(TSSG)提供了一种获得高质量弛豫铁电单晶的方法。在本工作,采用底部籽晶法制备了高居里温度的弛豫铁电单晶(PIN-PT、PYN-PMN-PT),通过优化极化方式,动态调控电畴的发育、生长、翻转过程,实现高居里温度弛豫铁电单晶压电性能的提升。PIN-PT单晶室温直流极化后压电系数d_(33)为1050pC/N。通过调控电场稳态时间,最佳压电系数达到2350pC/N。相比直流极化,PYN-PMN-PT单晶交流极化后自由介电常数、夹持介电常数、压电系数d_(33)分别提高了31%、7%和55%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
弛豫铁电单晶论文参考文献
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