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高分辨X射线衍射术对NdP_5O_(14)晶体的自发应变及铁弹畴结构的研究

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人工晶体学报 2002年第1期31卷 41-44页

作者：高磊董春明胡小波王继场山东大学晶体材料国家重点实验室济南250100

利用助溶剂法 ,已经生长出 15mm× 2 5mm× 6 0mm的大尺寸NdP5O14 (NPP)晶体。用高分辨X射线衍射术对自发应变及铁弹畴结构进行了研究。对几个不同的反射 ,可在其摇摆曲线上观测到由基体畴和铁弹畴之间的取向差导致的反射峰的分离。通... 详细信息

利用助溶剂法 ,已经生长出 15mm× 2 5mm× 6 0mm的大尺寸NdP5O14 (NPP)晶体。用高分辨X射线衍射术对自发应变及铁弹畴结构进行了研究。对几个不同的反射 ,可在其摇摆曲线上观测到由基体畴和铁弹畴之间的取向差导致的反射峰的分离。通过反射峰分离的特点 ,可以确定铁弹畴结构。NPP晶体中大多数铁弹畴为a型畴 ,b型畴只出现在严重形变的区域。基于NdP5O14 晶体畴结构 ,我们分别计算了 80 2 ,40 2和 2 0 4反射的峰分离量。实验测量结果符合计算结果。另外 ,通过测量基体畴和铁弹畴的 80 0反射的峰分离量我们确定了NdP5O14 的自发应变是 0 .0 0 82。通过结构和对称性分析 ,我们对这种晶体的畴结构进行了详细讨论。

关键词：铁弹畴高分辨X射线衍射五磷酸钕自发应变摇摆曲线结构晶体生长

YTaO4铁弹畴畴变行为的原位力学性能表征

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YTaO4铁弹畴畴变行为的原位力学性能表征

作者：罗俊辉湘潭大学

学位级别：硕士

高温力学性能特别是断裂韧性，是制约新型热障涂层(TBC)材料走向应用的关键因素。自氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)首次报导出具有类似于马氏体相变的增韧机制以来，该材料迅速成为结构陶瓷材料的应用热点，然而其高温下失效的特性并不适... 详细信息

高温力学性能特别是断裂韧性，是制约新型热障涂层(TBC)材料走向应用的关键因素。自氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)首次报导出具有类似于马氏体相变的增韧机制以来，该材料迅速成为结构陶瓷材料的应用热点，然而其高温下失效的特性并不适用于热障涂层。铁弹畴畴变的行为作为一种对温度不太敏感的增韧机制，解释了 YSZ-TBC较好的服役寿命。而对于更高温度下的应用场景，急切需要研发新型的热障涂层材料，以满足当前航空发动机的设计需求。具有铁弹性特质的稀土钽酸盐材料具有较高的相变温度，有望成为下一代热障涂层材料，而其铁弹畴的畴变行为，特别是微、纳尺度下的增韧机理尚缺乏明确阐述。因此,针对具有铁弹性的新型热障涂层备选材料——YTaO4,开展其在微纳尺度下的力学性能表征，研究其在不同加载条件下的力学响应，特别是研究其响应的动态过程，对解释该材料，或解释与铁弹性相关的材料体系的力学机制具有显著意义。主要的研究内容如下:　　(1)微观原位定量力学表征:通过电子背散射衍射探测仪(EBSD)表征YTaO4多晶块体材料中铁弹畴与基体的特征晶体学取向(取向失配角度约83°)，选取了畴界取向不同的两类晶粒——垂直或平行晶粒表面，通过聚焦离子束(FIB)制备了一系列微米尺度的Pillar微柱，并基于TI 85和TI 980原位力学系统，研究了YTaO4在原位持续位移载荷和弹性加-卸载过程中的压缩力学性能，其随加载方式和畴界取向不同，具有各向异性的力学响应机制。微米尺度下的YTaO4表现出超弹效应(塑性变形高达16％)和尺寸效应，力学曲线呈现非线性的铁弹性迟滞特征，应变平台高达3.19％,并伴随有显著的畴状条纹的产生。高分辨的透射电镜图表明畴变的驱动力来源于协调外载作用的能量耗散过程。　　(2)纳观原位力学行为表征:通过FIB制备具有不同畴界取向的标准透射电子显微镜(TEM)原位拉伸梁样品，基于INSTEMS-MT原位力学样品杆，表征了YTaO4在纳米尺度下的原位持续位移载荷和弹性加-卸载过程的力学响应过程，非共格孪晶畴界作为位错的产生与发射源，协调畴内应变，并表现出可恢复的弹性应变过程。此外，通过离子减薄仪(PIPS)制备了悬臂微结构样品，利用TEM的电子束辐照，进一步研究了畴内精细结构的弹性恢复和晶内受疲劳载荷的位错攀移。非共格孪晶畴界与位错的反应，成功印证了位错运动作为畴变过程的根源性机制，主导了 YTaO4在纳米尺度下的塑性变形，最大弯曲变形大于23.32°。

关键词：热障涂层钽酸钇铁弹畴畴变行为原位力学性能

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锆钛酸铅薄膜中铁弹畴的研究

锆钛酸铅薄膜中铁弹畴的研究

作者：程志浩南京理工大学

学位级别：硕士

铁电材料具有优越的介电性、铁电性、压电性、热释电性以及电光效应、声光效应等特性,Pb(Zr,Ti)O3作为最有前景的铁电材料之一,已经被广泛研究并应用于微机械系统、传感器、铁电存储器等领域。但就现阶段存储器的应用来说,需要更深入的... 详细信息

铁电材料具有优越的介电性、铁电性、压电性、热释电性以及电光效应、声光效应等特性,Pb(Zr,Ti)O3作为最有前景的铁电材料之一,已经被广泛研究并应用于微机械系统、传感器、铁电存储器等领域。但就现阶段存储器的应用来说,需要更深入的探索,来突破和解决尺寸、能耗、成本等难题。其中Pb(Zr,Ti)O3薄膜中的畴结构会对其性能产生极大影响,因此对薄膜中畴结构的研究和调控就显得尤为重要。本文首先采用脉冲激光沉积法在多种衬底上制备Pb(***0.9)O3薄膜,随后通过X射线衍射和扫描探针显微镜对薄膜样品的晶体结构、表面形貌以及畴结构进行表征。本文主要研究了三方面的内容：(1)高质量异质外延Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜的脉冲激光沉积法制备;(2)Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜中铁弹畴的形成机制及调控;(3)畴结构对Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜极化反转的影响。具体内容如下：通过PLD制备高质量外延Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜时,需要将靶材制备、单晶衬底的湿化学处理以及薄膜的PLD生长三个部分共同优化。此时,可以制得具有平整表面界面、与衬底良好共格生长、无明显弛豫的外延Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜。在(110)DyScO3和(001)SrTiO3衬底上,以SrRuO3为底电极和缓冲层,生长不同厚度的Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜,分别表征其畴结构。衬底类型和薄膜厚度会改变薄膜中的外延应变,而表征结果显示只有在以(110)DyScO3为衬底并且薄膜厚度在一定范围内的Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜中,才会存在铁弹畴。我们认为,铁弹畴受到薄膜中外延应变的调控,铁弹畴的形成可以弛豫薄膜中的应变能。在具有铁弹畴的Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜中,通过施加电或者力进行铁电极化反转时,可观察到分步的反转方式,即铁弹畴是极化反转的中间状态。对比只存在c畴的Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜的极化反转,其反转过程中并不会形成铁弹畴。同时,结果显示,具有铁弹畴的薄膜完成极化反转所需施加的电或者力都较小。我们认为,铁弹畴的存在可以降低极化反转的矫顽场。总之,本文对于Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜中铁弹畴的研究使得铁弹畴结构的精细调控成为可能,同时,高质量外延Pb(Zr0.1Ti0.9)O3薄膜制备工艺的探索以及分步的极化反转方式和铁弹畴降低极化反转矫顽场等现象的发现,都对铁电材料的进一步研究和在存储器等各方面的应用具有十分重要的意义。

关键词： PZT薄膜铁弹畴 a/c多畴分步反转

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五磷酸钕(NdPP)晶体铁弹畴的特征

硅酸盐学报 1985年第4NO.03NO.02NO.01期 467-474页

作者：刘希玲徐斌王继阳陆宝生蒋柏林北京钢铁学院山东大学

本文总结了五磷酸钕晶体中存在的各种铁弹畴的形态特征。用光学法和X射线形貌术研究了铁弹畴壁,指出它是具有一定宽度的面缺陷。计算了它对晶体双折射率梯度的影响,讨论了微型畴的成因,并研究了铁弹畴壁对激光输出能量的影响,指出使用... 详细信息

本文总结了五磷酸钕晶体中存在的各种铁弹畴的形态特征。用光学法和X射线形貌术研究了铁弹畴壁,指出它是具有一定宽度的面缺陷。计算了它对晶体双折射率梯度的影响,讨论了微型畴的成因,并研究了铁弹畴壁对激光输出能量的影响,指出使用时应选择c向激光棒。

关键词：铁弹畴激光输出形态特征 NdPP 晶体光率体主轴

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五磷酸钕晶体中铁弹畴界的X射线形貌研究

物理学报 1986年第12期 1598-1602+1683-1684页

作者：蒋柏林刘希玲徐斌陆宝生北京钢铁学院山东大学

利用X射线衍射形貌法,研究了五磷酸钕(NdP5O14)晶体中铁弹畴界的衍射衬度。发现在μt=0.6—7范围内,畴界呈现黑的或白的衬度。畴界衍射衬度的特征可归结为 (c2-c1=)△c∥g 畴界衬度明显 △c⊥g 畴界衬度消失 △c·g>0 畴界呈黑衬度 △c... 详细信息

利用X射线衍射形貌法,研究了五磷酸钕(NdP5O14)晶体中铁弹畴界的衍射衬度。发现在μt=0.6—7范围内,畴界呈现黑的或白的衬度。畴界衍射衬度的特征可归结为 (c2-c1=)△c∥g 畴界衬度明显 △c⊥g 畴界衬度消失 △c·g>0 畴界呈黑衬度 △c·g畴界呈白衬度利用Penuing-Polder波点迁移原理,对畴界的衬度形成原理做了定性解释。根据畴界的衍射衬度特征,定性讨论了畴界的结构特征。

关键词：铁弹畴畴界形貌衬度晶体

五磷酸镧钕晶体(Nd1-xLaxP5O14)铁弹畴的研究

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山东大学学报(自然科学版) 1980年第2期 69-74页

作者：徐斌陆宝生山东大学晶体材料研究所

用正交交偏光法测定了五磷酸镧钕晶体的铁弹相变点。该方法的优点是迅速,可靠,能实现自动记录。测得NdP5O14晶体的相变点为146°±2℃,Nd0·0La0·1P5O14晶体的相变点为141°±℃。同文献中用（100）面反射光方法测定结果一致。另外研... 详细信息

用正交交偏光法测定了五磷酸镧钕晶体的铁弹相变点。该方法的优点是迅速,可靠,能实现自动记录。测得NdP5O14晶体的相变点为146°±2℃,Nd0·0La0·1P5O14晶体的相变点为141°±℃。同文献中用（100）面反射光方法测定结果一致。另外研究了铁弹畴壁对晶体消光比的影响,证实消光比的差异是由于畴壁两侧光率体取向不同造成的。

关键词：铁弹畴相变点相变温度铁弹相变 x)LaxP5O 晶体光率体消光系数消光比 La 偏光单斜相 Nd

科学研究成果融入无机化学实验教学——[(CH_(3))_(3)NCH_(2)Br]_(2)-ZnBr_(4)的合成及铁弹畴

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广东化工 2023年第15期50卷 240-242页

作者：高继兴阜阳师范大学安徽阜阳236037

根据本课题组科研成果设计了一个通过有机小分子与无机盐在酸性条件下组装,获得具有自发应变的有机-无机杂化金属卤化物,[TMBM]_(2)-ZnBr_(4)(TMBM=(CH_(3))_(3)NCH_(2)Br),的化学实验。通过制备薄膜材料,在偏光显微镜下观察铁弹畴与温... 详细信息

根据本课题组科研成果设计了一个通过有机小分子与无机盐在酸性条件下组装,获得具有自发应变的有机-无机杂化金属卤化物,[TMBM]_(2)-ZnBr_(4)(TMBM=(CH_(3))_(3)NCH_(2)Br),的化学实验。通过制备薄膜材料,在偏光显微镜下观察铁弹畴与温度的关系。本实验可以锻炼学生对化学实验基本操作的运用,掌握仪器设备的使用,增强自主学习和团队合作能力,激发学习兴趣和热情,开拓科学研究视野,丰富学科知识,提升学科素养。

关键词：有机-无机杂化金属卤化物自发应变薄膜材料铁弹畴实验教学科学研究

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五磷酸镧钕晶体铁弹畴对激光性能的影响

激光与红外 1983年第12期18卷 28-31页

作者：李宝祥李红军长春应化所

本文揭示晶体铁弹畴的存在,探讨了畴的存在对晶体光学均匀性和激光性能的影响,提出在激光运转中防止畴产生的方法。

关键词：激光性能铁弹畴光学均匀性单程损耗晶体

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铁电薄膜中的大面积、非局域铁弹畴协同翻转

铁电薄膜中的大面积、非局域铁弹畴协同翻转