1. 报告题目：低氧空位PZN-PNN-PZT铁电陶瓷的双向电场下的疲劳增强性能研究
报告人：李国荣研究员
报告时间：2023年11月10日星期五 14:00
报告地点：知新楼C1104
邀请人：王春明 教授
报告摘要：钙钛矿结构PZT基铁电材料在超声检测、精密机械和电子通信领域有着广泛的应用。其中，利用铁电材料制作的压电致动器和铁电存储器件长期在电场下工作中，存在着残余极化强度Pr和应变S退化的疲劳行为，降低了铁电器件的使用可靠性。在本报告中，研究了Mn离子掺杂PZN-PNN-PZT铁电陶瓷 在0.6 Ec和2 Ec（Ec为矫顽电场）下循环106次的疲劳电阻，发现低于和高于矫顽电场的这二种疲劳电场下出现不同的疲劳行为，并且，还发现只有1wt%Mn掺杂的样品在二种余极化均几乎没有变化，从而增强了双极疲劳电阻。对此，分析了氧空位和Mn离子形成的缺陷偶极子以及不同电场下的SEM照片，得出了1wt%Mn掺杂的氧空位浓度最低，在0.6Ec和2Ec电场下少量氧空位在畴壁上的钉扎效应弱，几乎不影响畴转换，微裂纹周围产生较小的应力，从而阻碍微裂纹的扩展。而未掺杂以及Mn掺杂量高于0.1%Mn，氧空位的增加，由于缺陷偶极子的严重钉扎效应，残余极化恶化，导致微裂纹周围、特别是在陶瓷的表面产生较大的应力，出现微裂纹并在持续的疲劳电场下导致微裂缝的扩展。
2. 报告题目：B位无序ABO3铁电陶瓷的制备与高储能性能研究
报告人：李国荣研究员
报告时间：2023年11月11日星期六 10:00
报告地点：知新楼C1104
邀请人：王春明 教授
报告摘要：钙钛矿铁电陶瓷在压电换能器、储能电容器和铁电存储器件中有着广泛的应用。本报告主要是通过“高熵”组分的设计思路，通过设计B位的5种等mol量的离子，产生B位无序、增强铁电陶瓷的弛豫物理性能，制备高储能电容器。采用常规烧结法制备了高熵铁电陶瓷Pb（Zr0.2Ti0.2Ni0.2Nb0.2Ta0.2）O3（PZTNNT）。混合熵为1.61R，大于1.5R。该陶瓷的XRD显示为纯钙钛矿结构。介电温度曲线显示该陶瓷在B位引入5种不同离子而形成高熵陶瓷后，在局部结构存在畸变，PZTNNT陶瓷表现出弛豫铁电特性，其细长的P-E电滞回线显示在高达30kV/cm的电场下显示出特别低的Pr，这表明这种陶瓷将有利于高能存储。对此，进一步采用两步烧结法（TSS）控制PZTNNT陶瓷的晶粒尺寸。低温烧结后，陶瓷的晶粒尺寸从约3μm减小到约1.2μm。其中，陶瓷粉体合成温度900度、烧结温度为1220的陶瓷，Pmax和EC都得到了明显增加，有效地提高了电容器的储能性能。
报告人简介：李国荣，中国科学院特聘研究员，上海硅酸盐研究所信息功能陶瓷与器件研究中心研究员，1992年获得中国科学院上海技术物理研究所和日本山形大学联合培养博士学位。主要从事压电陶瓷、透明铁电陶瓷、半导体陶瓷与器件的研发。负责完成国家“863”、国家自然科学基金重点项目和基金项、国家特种项目、以及上海市和江苏省的科技成果转化项目等。2012年获得上海市技术发明一等奖（第一完成人）、2015年中国科学院科技促进贡献奖一等奖（第一完成人），2011年获得教育部高等学校技术发明二等奖（第二完成人）。目前是亚洲电子陶瓷理事会理事、中国物理学会电介质专业委员会委员、全国工业化陶瓷标准委员会结构陶瓷分技术委员、中国电子元件行业协会科学技术委员会委员、中国硅酸盐学会特陶分会理事。
