| 研究概要 |
本研究では正方晶系PZTセラミック材料のドメイン構造を調べるため、X線回折法によりI_<002>結晶配向強度を求め、強誘導体セラミックス中の90°及び180°ドメインの挙動を明らかにした。即ち、ドメインの分極電界依存をI_<002>相対強度、電気機械結合係数(kp)、周波数定数(fcp)により評価した。実験は円板サンプルを分極(80℃.30min)処理後、その(002),(200)回折強度を求めた。我々が提案したドメインモデル元に+4.5〜-4.5kV/mmの直流電界を印加した時のI_<002>相対強度及び電気機械結合係数(kp)と、強誘電性のP(分極)-E(電界)より、c(c*)軸、b(b*)軸に配向するドメイン量を見積もった。
c,c*,b,b*の分極電界依存から次のことが明らかになった。(1)1.0→2.0→3.0→4.0→4.5kV/mmでは、c軸方向に電界を印加していくと、c*がcに変わる180°反転、bがb*に変わる180°反転、b*がcに変わる90°回転が主に起こる。(2)-1.0→-2.0kV/mmでは、c軸配向の多い状態から逆電界(c*軸)方向に印加していくと、cがc*に変わる180°反転、b*がbに変わる180°反転、cがb*に変わる90°回転が主に起こる。(3)-2.5→-3.0→-4.0→-4.5kV/mmでは、b軸配向量がc軸配向量より増加すると、b→c*軸方向に配向する量が増加する挙動が主になる。このため、cがc*に変わる180°反転、bがc*に変わる90°回転が主に起こる。(4)1.0→2.0→2.5kV/mmでは、c*軸配向量の多い状態からc軸方向に電界を印加すると、c*がcに変わる180°反転、bがb*に変わる180°反転、c*がbに変わる90°回転が主に起こる。(5)3.0kV/mm以上では、b*軸配向量がc*軸配向量より増加すると、b*→c軸方向に増加する挙動が主になるため、(1)と同様な動きが起こる。
また、周波数定数の分極電界依存を本モデルを元に計算したところ、実測値と同様な曲線が得られたことから、モデルの正当性を裏付けることが出来た。
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