【摘 要】
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利用热释电效应制备热释电探测阵列是红外成像技术中正在兴起的一场革命.本论文根据当前热释电探测阵列所用材料的研究现状和主要问题,开展了下列工作:1.对传统的热释电材料
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利用热释电效应制备热释电探测阵列是红外成像技术中正在兴起的一场革命.本论文根据当前热释电探测阵列所用材料的研究现状和主要问题,开展了下列工作:1.对传统的热释电材料—Pb基钙钛矿陶瓷进行硬性掺杂改性,进一步提高了材料的热释电探测优值.论文中,选用具有较大热释电系数的PLZT12/40/60为材料的基本组分,选择少量的Mn作为掺杂元素来调整材料的微结构和热释电性能.实验中发现,Mn掺杂后材料的热释电系数会有一定程度的降低,同时材料的介电常数和介电损耗也会有所降低.由于热释电探测优值不仅取决于热释电系数,同时也取决于介电常数和介电损耗,因此当Mn的掺杂量恰当时,材料的热释电探测优值可以提高到原来的2倍.2.探索无铅铁电材料—Bi<,4>Ti<,3>O<,12>基陶瓷的热释电性能,找到了一种新型的、无环境危害的本征型热释电材料.选用Nd和Nb作为取代(掺杂)元素,分别对Bi<,4>Ti<,3>O<,12>(BTO)中的Bi和Ti进行取代改性.实验中发现,适量的Nb掺杂可以显著提高BTO的电阻率,从而材料难极化的问题得以解决.而通过调整材料中Nd的取代量,找到了最高热释电系数的组分,其热释电探测优值接近于改性后PbTiO<,3>(PT)陶瓷的二分之一,因此有望在一些对探测优值要求不太高的场合得到应用.3.探索Pb基钙钛矿厚膜作为热释电探测阵列用材料的可行性.使用化学溶液法制备出不同组分的厚膜,系统考察了厚膜的组分、热处理工艺和显微结构等对热释电性能的影响.实验发现,具有(111)择优取向的PLZT12/40/60和PZT40/60厚膜都具有较大的热释电探测优值,是合适的热释电探测阵列用材料.
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