准一致熔PMN-PT基赝三元系高Trt弛豫铁电材料的MPB组分设计与强制对流条件下的晶体生长

通过探讨具有强离子极化作用的ABO3复合钙钛矿结构B位离子置换对MPB组分PMN-PT弛豫铁电材料结构相变温度Trt的影响规律，筛选既能提高PMN-PT体系Trt，又能在该体系中具有接近于1的有效分凝系数的B位替代离子，建立、优化PMN-PT基高结构相变温度（Trt）弛豫铁电材料的MPB组分设计原则和理论模型。将能实现固液界面强制对流的坩埚变速旋转技术（ACRT）与可变垂直温度梯度的坩埚下降晶体生长技术相结合，尝试从源头上解决多组元复合钙钛矿结构熔体法生长晶体过程中易形成的组分过冷和晶体组分偏析问题。为揭示复合钙钛矿结构弛豫铁电材料体系中普遍存在的四方与三方铁电相结构相变的相变机理与弛豫特性的内在联系，探索高性能准一致熔PMN-PT基高结构相变温度（Trt ）赝三元系复合钙钛矿结构弛豫铁电单晶的生长机制和技术，提供重要的理论和实验依据。

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)复合钙钛矿结构弛豫铁电材料由于具有优异的介电、压电性能而成为新型铁电材料的研究热点。而PMN-PT在准同型相界附近低的三方、四方相变温度Trt限制了它的使用范围。本课题从提高三方、四方相变温度出发，系统研究了具有高Trt和压电性能的PMN-PT基弛豫铁电材料。.采用赝三元系准同型相界线性组合的方法, 以较低的PFN和PZT掺量，设计并合成了新型PMN–PT–PFN和PMN-PFN-PZT赝三元系弛豫铁电陶瓷，确定了赝三元体系的准同型相界组分设计原则和具有MPB组分的最佳组分点。在此基础上，利用高温液相法，首次生长出组分为PMN–PT–PFN(0.59/0.31/0.10)的赝三元系弛豫铁电单晶。(001)切型单晶的Pr达50.2 μC/cm2，Ec达13.9 kV/cm，单晶的压电常数d33最高可达1400 pC/N，居里温度Tc为158 oC。