鋯鈦酸鉛有機(jī)復(fù)合熱釋電材料的制備及性能研究.pdf

1、熱釋電紅外傳感器具有成本低廉、無(wú)需制冷及紅外波長(zhǎng)無(wú)選擇性等優(yōu)點(diǎn)，在紅外探測(cè)和紅外成像方面占有極其重要的地位，從而引起越來(lái)越多研究者的興趣。 本文采用傳統(tǒng)的固相法制備了熱釋電PZT 陶瓷，通過(guò)球磨制得了PZT 陶瓷粉體，以傳統(tǒng)的熱壓工藝制備了PZT/PVDF 復(fù)合熱釋電材料，并系統(tǒng)地研究了PZT/PVDF復(fù)合熱釋電材料地介電、壓電及熱釋電性，計(jì)算了其探測(cè)率優(yōu)值Fd，并進(jìn)一步從理論上進(jìn)行了探討。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 采用傳

2、統(tǒng)的單軸拉伸工藝制備了拉伸的PVDF 薄膜。結(jié)果表明最佳工藝條件是拉伸溫度為80℃，拉伸比R＝5，退火溫度是120℃，在此條件下測(cè)得PVDF 薄膜具有明顯的鐵電性，熱釋電系數(shù)p＝0.3×10－8c/cm2·K，壓電系數(shù)d33＝9 PC/N，tanδ＝0.015，εr＝12。 采用傳統(tǒng)的固相法制備了熱釋電PZT 陶瓷，通過(guò)SEM、XRD、XPS 等分析方法，對(duì)其所產(chǎn)生的“束腰”消失現(xiàn)象進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，過(guò)量的Mn 偏析于晶

3、界，使材料的晶界具有P 型導(dǎo)電性，偏析Mn 的量越多，晶界P型導(dǎo)電性越強(qiáng)，氧缺位釘扎電疇的能力下降，電疇容易反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致“束腰”現(xiàn)象的消失。 通過(guò)傳統(tǒng)的熱壓工藝制備了0－3 型PZT/PVDF 復(fù)合熱釋電材料，運(yùn)用SEM、XRD 等分析手段對(duì)其表面形貌及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，詳細(xì)討論了陶瓷體積分?jǐn)?shù)、極化強(qiáng)度和極化溫度對(duì)其介電、壓電、熱釋電的影響，結(jié)果表明，當(dāng)陶瓷體積分?jǐn)?shù)為0.47 時(shí)，熱釋電系數(shù)p 及探測(cè)率優(yōu)值Fd均達(dá)到一個(gè)最大