Диэлектрическая релаксация и размытые фазовые переходы в твердом растворе PMN-PZT

• Автор: Цоцорин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА 1. РЕЛАКСОРНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ
1.1. Основные свойства релаксорных сегнетоэлектриков
1.2. Структура и свойства сегнетоэлектриков РМЛ и Р7
1.2.1. Структура и свойства магнониобата свинца
1.2.2. Структура и свойства цирконата-титаната свинца
1.3. '[еретические модели релаксорных сегнетоэлектриков
1.3.1. Модель флуктуации состава
1.3.2. Модель композиционного упорядочения в релаксорных сегнетоэлектриках
1.3.3. Суперпараэлектрическая модель
1.3.4. Модель релаксорных сегнетоэлектриков на основе теории случайных полеЛ
1.3.5. Другие модели размытия фазового перехода
1.4. Практическое применение сегнетоэлектрических релаксоров
1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Получение образцов
2.2. Обоснование выбора методик исследований
2.3. Установки для исследований диэлектрических параметров и электропроводности
2.3.1. Установки для исследования диэлектрических параметров
2.3.2. Установка для исследования реверсивной диэлектрической нелинейности
2.3.3. Установка для исследований электрострикционных констант
2.4. Установка для проведения дифференциального термического анализа
ГЛАВА 3. РАЗМЫТЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ДИСПЕРСИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ В ТВЕРДЫХ
РАСТВОРАХ (1-х)РШ-хРХТ
З Л. Размытие фазового перехода и размеры полярных
областей в системе (1-х)РЬРИ-хР2Т
3.2. Дисперсия диэлектрической проницаемости в твердых
растворах (1-х)РМ14~-хР2Т
3.2.1. Экспериментальное исследование дисперсии диэлектрической проницаемости керамического твердого
раствора (1-х)РМЫ-хР2Т
3.2.2. Компьютерное моделирование дисперсии диэлектрической проницаемости в керамическом твердом растворе 0,945РШ-0.055Р2Т
ГЛАВА 4. РЕВЕРСИВНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ
СЕГНЕТОКЕРАМИКИ РШ-РгТ
ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОСТРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДОГО РАСТВОРА (1-х)РШ-хРгТ
5.1. Концентрационная зависимость электрострикционной деформации в твердом растворе (1-х)РМИ-хР2Т
5.2. Температурная зависимость электрострикционных коэффициентов твердого раствора 0,89РМЫ-0,11Р2Т
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Начиная с первых работ Г.А. Смоленского и В.А. Исупова, открывших в 1952-1954 гг. новый вид сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом (релаксоры), эти материалы интенсивно изучаются как экспериментально, так и теоретически. Уникальные физические свойства релаксоров, а также разнообразные применения в современной технике являются причиной такого к ним интереса и делают их, с одной стороны, интереснейшими объектами для фундаментальных научных исследований, а с другой - перспективными материалами для практических разработок.
Существенной особенностью сегнетоэлектрических релаксоров как ра-зупорядоченных материалов является проявление стеклодипольных свойств, наличие нанодоменной, кластерной и микродоменной структур, которые оказывают сильное влияние на диэлектрические, электрические, акустические, электромеханические и др. свойства релаксоров, а также приводят к появлению новых эффектов.
Исследованию различных физических свойств релаксоров посвящено большое количество работ многих авторов. Однако явления, происходящие в этих неупорядоченных структурно неустойчивых объектах, оказались настолько сложными, что до сих пор остается открытым вопрос о природе релаксоров, о влиянии беспорядка на фазовые переходы в сегнетоэлектриках, о замораживании случайных полей и проч., совершенно недостаточно информации, касающейся кристаллической структуры и динамики дефектов в этих веществах.
В связи с этим исследование влияния динамики доменных границ, на-номасштабных полярных областей, зародышей новой фазы и полярных кластеров на свойства релаксоров на основе магнониобата свинца методом диэлектрической спектроскопии является актуальной физической задачей.
трально-симметричных положений даже выше Тт. Коллективные переключения в двухминимумном потенциале, индуцированные разуггорядочением считаются аналогичными процессам, происходящим в стёклах. Теория учитывает распределение частот кластерной переориентации и эффект кластер-кластерного взаимодействия в высокополяризующихся кристаллах. Эти взаимодействия описываются в условиях локального функционального полевого распределения. Величина диэлектрической проницаемости получена из расчёта интегрального равенства для динамики поляризации в присутствии переменного электрического поля. Эта теория использовалась для анализа вида дисперсионных зависимостей диэлектрической проницаемости в сегнето-электрическом релаксоре PST. Сравнение теории с экспериментом показало, что наблюдаемая зависимость т(Т) по закону Фогеля-Фулчера является результатом фогель-фулчеровской температурной зависимости частоты переориентации полярных кластеров.
Другая модель [75] предложена для объяснения диэлектрического отклика в керамическом сегнетоэлектрическом релаксоре PMN.
В этой модели наблюдаемые эффекты (смещение Тт в сторону более низких температур при уменьшении частоты и/или при увеличении амплитуды измерительного поля) объясняются с привлечением представления о движении межфазных границ (между ПО и параэлектрической матрицей) по аналогии с движением доменных стенок в полидоменном сегнетоэлектрике. Показано, что доменный вклад в диэлектрический отклик остаётся не только в неэргодичной, но также и в эргодичной фазе (при Т>Тт). При этом приводятся доказательства того, что наблюдаемые эффекты являются следствием не термоактивированного переключения локальной спонтанной поляризации, а именно движения доменных стенок.
Критический обзор других моделей размытия ФП дан в [1,11,60]. Каждая из них с той или иной степенью успеха объясняет отдельные явления в отдельных материалах, но не даёт возможности рассчитать априори ширину