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PLZT陶瓷的各种电光性能及应用

日期:2020-07-28浏览:620次

  下图中示出了室温下PLZT系统陶瓷的组成相图。由图可见,过量地加入La将产生不均匀多相,在均匀的固溶区域,La的置换将降低PLZT材料的铁电-非铁电转变温度,其幅度大致是每置换1个原子百分数线性地降低37℃。
 
  当PbZrO3/PbTiO3比为65/35时,9%La足以使铁电相的稳定区域降低到室温以下。因此,这个组成(简写为9/65/35)在室温下是非铁电的立方对称的PLZT陶瓷。图中SFE斜线区是弥散型亚稳定铁电相区。在此区域内的PLZT组成能以足够强的电场进行电诱相变,并表现有弛豫特性。
       (2)光性能
 
  PLZT陶瓷的突出的特点就是它的高透明度,PLZT陶瓷透明度的高低除了工艺因素外,与组成中的La的含量和Zr/Ti比也有关。一般沿着FE(某种铁电相)-PE相界(见图上)的组成具有大透明度。例如,对Zr/Ti=65/35的组成,La含量在8%-16%(摩尔分数)的陶瓷具有大的透明度。图下是组成为9/65/35的PLZT陶瓷的透光曲线。该图表明,PLZT材料对紫外光具有Ji大的吸收能力,波长低于370nm的紫外线将被全部吸收。
 
  然而,对可见光和红外线却是透明的,且一直延续到6.5微米,然后透明度开始下降,到12微米左右再一次全吸收。PLZT陶瓷的折射率很高,n=2.5,因而具有高达31%的表面反射损失。
 
  (3)电光性能
 
  PLZT的电光性能与它们的铁电性能密切相关,其电光效应的应用都是基于电控散射的电控双折射。目前普遍应用的电光模式有以下几种:①非记忆,二次双折射;②非记忆,二次去极化;③记忆,线性双折射;④记忆双折射⑤记忆散射。图下示出了观察这五种效应的光学设施、它们各自的特征电滞回线和典型的光输出透过曲线。图中头两种模式用的是纤细回线(SFE)材料,后三种用的是记忆性材料。此外,对b和e两种情形是纵向模式,用氧化钢锡(mo)薄膜作透明电极。e是散射模式,所以无需用偏振片。在这五种电光应用中,a种模式由于其装配简单,操作容易和能得到高的对比度(10000:1),所以常用。
 
  (4)应用
 
  电光陶瓷的成功应用相当程度上依赖于把它们做成器件后的可靠性和一致性。下表中概括地列出了PLZT陶瓷的各种电光效应和它们的可能应用。至今,PLZT陶瓷成功的应用是:①在军事上和工业中用作护目镜;②用作记录的线性光阀阵列。目前正发展的有光调制器、滤色器和显示器等。在图像的存贮和显示方面的应用仍在继续。近年来成功地制备出的PLZT、PZT和PLT等电光薄膜,预期在未来的电光器件应用中将发挥主要作用。

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