鐵電陶瓷相變對稀土熒光性能的影響.pdf

1、相變溫度是表征鐵電性能的重要物理量，準確測量相變溫度對改善鐵電性能有至關重要的作用。近年來，基于稀土離子熒光探針測量鐵電體相變點的方法開始受到研究者的關注，利用鐵電體相變導致的稀土熒光光譜變化可以準確測量相變溫度，該類方法的優(yōu)勢在于其具有非接觸、方便快捷等特點。目前利用此方法來測量鐵電體相變溫度的研究還處于起步階段。本論文以鈦酸鋇(BaTiO3)陶瓷、鈦酸鈣鋇(Ba0.77Ca0.23TiO3)陶瓷和鈮酸鉀鈉(K0.5Na0.5NbO3

2、)陶瓷為基質(zhì)，摻雜鉺離子(Er3+)作為熒光探針，對三種不同基質(zhì)的鐵電材料的相變溫度進行測量研究。
　　開展了1％Yb3+,1%Er3+:BaTiO3陶瓷相變溫度測量研究。利用溶膠凝膠法(S-G)制備了純BT陶瓷和1%Yb3+,1%Er3+摻雜的BT陶瓷樣品。測試了樣品的鐵電性和介電性，發(fā)現(xiàn)1%Yb3+和1%Er3+摻雜提高了BaTiO3鐵電陶瓷的鐵電性能，并且居里溫度TC升高到136 ℃，正交-四方相變溫度TO-T降低到-11

3、℃。測量了-50 ℃~150 ℃范圍內(nèi)樣品變溫熒光譜，發(fā)現(xiàn)在TC和TO-T附近，Er3+:4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強度、峰位變化規(guī)律出現(xiàn)突變，并且部分Stark劈裂峰消失，表明在鈦酸鋇基陶瓷中，可以利用熒光方法測量鐵電材料的鐵電-鐵電相變和鐵電-順電相變。
　　開展了1%Er3+:Ba0.77Ca0.23TiO3陶瓷相變溫度測量研究。利用S-G法制備了純BCT陶瓷和1%Er3+摻雜的BCT陶瓷樣品。測試了

4、樣品的鐵電性和介電性，發(fā)現(xiàn)1%Er3+的摻雜會大幅提高Ba0.77Ca0.23TiO3鐵電陶瓷的鐵電性能，并且居里溫度TC提高到110 ℃。測量了90 ℃~150 ℃范圍內(nèi)樣品變溫熒光譜，發(fā)現(xiàn)在TC附近，Er3+:4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強度、峰位變化規(guī)律出現(xiàn)突變，表明在鈦酸鈣鋇基陶瓷中，可以利用熒光方法測量鐵電材料的鐵電-順電相變。
　　開展了1%Er3+:K0.5Na0.5NbO3相變溫度測量研究。利

5、用高溫固相合成法制備了純KNN陶瓷和1%Er3+摻雜的KNN陶瓷樣品。測試了樣品的的鐵電性和介電性，發(fā)現(xiàn)1%Er3+的摻雜降低了K0.5Na0.5NbO3鐵電陶瓷的鐵電性能，并且居里溫度TC降低到404 ℃，正交-四方相變溫度TO-T降低到201 ℃。測量了150 ℃~450 ℃范圍內(nèi)樣品變溫熒光譜，發(fā)現(xiàn)在TC和TO-T附近，Er3+:2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2躍遷產(chǎn)生的綠色上轉(zhuǎn)換熒光的強度、熒光強度比(FIR