Domain wall motion and precursor dynamics inPbZrO3

Segmental front line dynamics of randomly pinned ferroelastic domain walls

“…Understanding domain wall motion in ferroic materials is not only of pure scientific interest, but is also important for technical applications [1][2][3][4] . Movements of domain walls (DW's) subject to external forces were shown to cause anomalously high values of susceptibility in some ferroelectrics [5][6][7][8] and ferroelastics [9][10][11][12][13] below the phase transition temperature T c . The domain wall response is very sensitive to changes of external conditions, i.e.…”

Dynamic Mechanical Analysis in the Investigation on Ferroelectrics

“…DMA 的工作原理如图 2 所示 [22] 。在设定温度 程序后(线性升温、降温、恒温或其组合), 对样品施 加单频或多频周期正弦波的动态振荡力, 样品将产 图 2 动态热机械分析仪(DMA)工作原理图 [22] Fig. 2 Schematic diagram of dynamic mechanical analysis (DMA) [22] 生响应的周期波动形变, 该形变将经传感器并结合 相关的参数, 经数据处理得到储能模量 Eʹ、损耗模 [23] 。同时, 弛豫、相界移动和新相形核均能产生 机械损耗峰。因此, 通过 DMA 记录样品的模量和 损耗随温度的变化, 可以分析被测样品的相变、缺 陷和弛豫等信息 [24][25][26][27] [30] 也通过 DMA 研究了 BNT-BT 体系陶瓷的力学特征, 探测到了低温段的铁电-反 铁电相变, 以及较高温度段的反铁电-顺电相相变。 Puchberger 等 [31] 利用 DMA 研究了 PbZrO 3 单晶 的电畴移动, 当施加的外力与单畴方向不同时, 对 单晶的相变具有不同影响, 其中当外力方向与单畴 图 3 BZT-BCT 陶瓷的模量(a)和损耗因子(b)与温度的关系 [28] Fig. 3 Dependence of modulus (a) and loss factor (b) on temperature for BZT-BCT ceramic [28] 垂直时, 在反铁电相变处(510 K)会出现类似本征行 为的弹性异常峰(图 5)。由上文可知, 由于模量对相 变的高敏感度, DMA 可以作为检测铁电材料相变的 有效手段。 图 4 BNT-BT 陶瓷介电温谱(a)和力学图谱(b) [29] Fig.…”

“…3 Dependence of modulus (a) and loss factor (b) on temperature for BZT-BCT ceramic [28] 垂直时, 在反铁电相变处(510 K)会出现类似本征行 为的弹性异常峰(图 5)。由上文可知, 由于模量对相 变的高敏感度, DMA 可以作为检测铁电材料相变的 有效手段。 图 4 BNT-BT 陶瓷介电温谱(a)和力学图谱(b) [29] Fig. 4 Dielectric spectra (a) and dynamic mechanical properties (b) of BNT-BT ceramic [29] 3 DMA 在铁电材料弛豫特征研究方面 的应用 通常, 铁电体的弛豫特征通过介电常数随温度 变化的频率色散来表征, 并且频率越低弛豫特征越 明显, 然而测量介电要求精确的夹持和屏蔽, 难以 实现低频下的测量。DMA 则弥补了测试介电低频 图 5 PbZrO 3 单晶对不同方向外力的弹性反应 [31] Fig. 5 The elastic response to different external stress of PbZrO 3 single crystal [31] 第 8 期 陈 云, 等: 动态热机械分析仪(DMA)在铁电压电材料研究中的应用 861 的不足, 甚至能实现超低频测试(低至 0.001 Hz)。 Puchberger 等 [31] 研究了 [31] 小对 R1 弛豫峰的峰值有影响, 其中升温速率越慢 加载越大, R1 弛豫峰的峰值越大。Bourim [34] 指出, [35] Fig.…”

“…4 Dielectric spectra (a) and dynamic mechanical properties (b) of BNT-BT ceramic [29] 3 DMA 在铁电材料弛豫特征研究方面 的应用 通常, 铁电体的弛豫特征通过介电常数随温度 变化的频率色散来表征, 并且频率越低弛豫特征越 明显, 然而测量介电要求精确的夹持和屏蔽, 难以 实现低频下的测量。DMA 则弥补了测试介电低频 图 5 PbZrO 3 单晶对不同方向外力的弹性反应 [31] Fig. 5 The elastic response to different external stress of PbZrO 3 single crystal [31] 第 8 期 陈 云, 等: 动态热机械分析仪(DMA)在铁电压电材料研究中的应用 861 的不足, 甚至能实现超低频测试(低至 0.001 Hz)。 Puchberger 等 [31] 研究了 [31] 小对 R1 弛豫峰的峰值有影响, 其中升温速率越慢 加载越大, R1 弛豫峰的峰值越大。Bourim [34] 指出, [35] Fig. 7 Dyanamic mechanical properties (a) and dielectric spectra (b) of PZT-4 ceramic [35] 和 AFM 去直接观察极化微区。然而, 文献 [38][39][40] 报道, 针对材料的滞弹性测量, 能够快捷有效地表 征出其 T f 。图 8 为(K,Na)NbO 3 基陶瓷的模量和损耗 随温度的变化曲线以及介电温谱 [39] 。通常模量的突然 增大、损耗峰值处以及介电峰值处, 表征了铁电材料 [39] Fig.…”

Diverging Relaxation Times of Domain Wall Motion Indicating Glassy Dynamics in Ferroelastics

“…In PbZrO 3 the phase transition takes place at T c ~ 509 K and results in a change from a paraelectric phase with cubic symmetry to an orthorhombic antiferroelectric Pbam phase 6 . A typical domain structure of PbZrO 3 at room temperature is shown in Fig.1.…”