[發明專利]高透明和高電光特性摻雜PMN-PT電光陶瓷材料及制備方法

有效

• 申請號: 200910056300.0
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN101628810A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 李國榮;阮偉;曾江濤;鄭嘹贏;丁愛麗;殷慶瑞
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/472
• 分類號: C04B35/472;C04B35/499;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及摻雜的PMN-PT電光陶瓷材料及制備方法，更確切地說涉及 一類高透明度、低居里溫度、高電光系數的摻雜的Pb(Mg₁/₃Nb₂/₃)O₃-PbTiO?₃系的透明電光陶瓷材料，屬于PMN-PT體系。

背景技術

電光材料領域，鈮酸鋰晶體一直是事實上的工業標準。作為類鈣鈦礦結 構的鈮酸鋰晶體非線性光學晶體，它具有較強的一次電光效應和較高的居里 點以及很高的響應速度，在光通信領域得到廣泛應用。除了不能用作光源探 測器以外，鈮酸鋰晶體適合制作光的各種控制耦合和傳輸器件，如光隔離、 放大、波導、調制等器件。但是由于生長技術長期得不到突破，目前還很難 生產出符合化學計量比的鈮酸鋰晶體，使其性能難以滿足客觀要求；其次鈮 酸鋰晶體的加工要考慮光軸對準的問題，加工難度大，成本價格相對較高； 另外鈮酸鋰晶體的電光系數較低并且容易受到光損傷，同時對溫度有較大的 依賴性[王忠敏，″鈮酸鋰晶體的發展簡況，″人工晶體學報，vol.31，pp.173-175， 2002.]。

PLZT鋯鈦酸鉛基透明陶瓷是一種摻鑭改性透明弛豫鐵電陶瓷，與晶體材 料鈮酸鋰等相比，PLZT具有更高的電光系數和透光性，更低的光損耗，更寬 的傳輸波長范圍，更高的二次電光效應，響應速度快、工作電壓低、驅動電 壓隨溫度變化穩定等特點[K.Uchino，″Electro-optic?ceramics?and?their?display applications，″Ceramics?International，vol.21，pp.309-315，1995.]。目前對透明電 光陶瓷的研究主要集中在PLZT材料上。以往已有大量的PLZT透明陶瓷的研 究和應用報告，并且也獲得了高透明度和較高電光系數的陶瓷材料。但是， PLZT顯著的電場誘導效應、偏振依賴散射損失以及高電回滯現象，使得該類 透明電光陶瓷在光技術應用中受到了限制[J.Lappalainen，J.Hiltunen，and?V. Lantto，″Characterization?of?optical?properties?of?nanocrystalline?doped?PZT?thin films，″Journal?of?the?European?Ceramic?Society，vol.25，pp.2273-2276，2005.]。

鈮鎂酸鉛鈦酸鉛(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃(PMN-PT)是一種具 有高壓電性能的弛豫鐵電材料。當人們發現改性的透明電光陶瓷材料鈮鎂酸 鉛鈦酸鉛(1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃具有更優良的電光性能后，獲得高 透明度PMN-PT電光陶瓷已引起了人們的關注[K.Uchino，″Electro-optic ceramics?and?their?display?applications，″Ceramics?International，vol.21，pp. 309-315，1995.；K.Zou，Q.Chen，K.Li，R.Zhang，H.Jiang，B.Inc，and?M. Woburn，″Characterization?of?new?electro-optic?ceramics，″2004.]。