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PLZT陶瓷的各種電光及應用

更新時(shí)間:2020-07-28      點(diǎn)擊次數:2020

      下圖中示出了室溫下PLZT系統陶瓷的組成相圖。由圖可見(jiàn),過(guò)量地加入La將產(chǎn)生不均勻多相,在均勻的固溶區域,La的置換將降低PLZT材料的鐵電-非鐵電轉變溫度,其幅度大致是每置換1個(gè)原子百分數線(xiàn)性地降低37℃。

    當PbZrO3/PbTiO3比為65/35時(shí),9%La足以使鐵電相的穩定區域降低到室溫以下。因此,這個(gè)組成(簡(jiǎn)寫(xiě)為9/65/35)在室溫下是非鐵電的立方對稱(chēng)的PLZT陶瓷。圖中SFE斜線(xiàn)區是彌散型亞穩定鐵電相區。在此區域內的PLZT組成能以足夠強的電場(chǎng)進(jìn)行電誘相變,并表現有弛豫特性。

 

(2)光

PLZT陶瓷的突出的特點(diǎn)就是它的高透明度,PLZT陶瓷透明度的高低除了工藝因素外,與組成中的La的含量和Zr/Ti比也有關(guān)。一般沿著(zhù)FE(某種鐵電相)-PE相界(見(jiàn)圖上)的組成具有大透明度。例如,對Zr/Ti=65/35的組成,La含量在8%-16%(摩爾分數)的陶瓷具有大的透明度。圖下是組成為9/65/35的PLZT陶瓷的透光曲線(xiàn)。該圖表明,PLZT材料對紫外光具有Ji大的吸收能力,波長(cháng)低于370nm的紫外線(xiàn)將被全部吸收。

然而,對可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)卻是透明的,且一直延續到6.5微米,然后透明度開(kāi)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,因而具有高達31%的表面反射損失。

(3)電光

PLZT的電光與它們的鐵電密切相關(guān),其電光效應的應用都是基于電控散射的電控雙折射。目前普遍應用的電光模式有以下幾種:①非記憶,二次雙折射;②非記憶,二次去極化;③記憶,線(xiàn)性雙折射;④記憶雙折射⑤記憶散射。圖下示出了觀(guān)察這五種效應的光學(xué)設施、它們各自的特征電滯回線(xiàn)和典型的光輸出透過(guò)曲線(xiàn)。圖中頭兩種模式用的是纖細回線(xiàn)(SFE)材料,后三種用的是記憶性材料。此外,對b和e兩種情形是縱向模式,用氧化鋼錫(mo)薄膜作透明電極。e是散射模式,所以無(wú)需用偏振片。在這五種電光應用中,a種模式由于其裝配簡(jiǎn)單,操作容易和能得到高的對比度(10000:1),所以常用。

(4)應用

電光陶瓷的成功應用相當程度上依賴(lài)于把它們做成器件后的可靠性和一致性。下表中概括地列出了PLZT陶瓷的各種電光效應和它們的可能應用。至今,PLZT陶瓷成功的應用是:①在軍事上和工業(yè)中用作護目鏡;②用作記錄的線(xiàn)性光閥陣列。目前正發(fā)展的有光調制器、濾色器和顯示器等。在圖像的存貯和顯示方面的應用仍在繼續。近年來(lái)成功地制備出的PLZT、PZT和PLT等電光薄膜,預期在未來(lái)的電光器件應用中將發(fā)揮主要作用。

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