铁电材料的压电性产生于内部电畴从无序到有序的转变。通常情况下，压电陶瓷在未极化时，材料为 各向同性材料，内部电畴随机取向，宏观上未表现出压电性。当陶瓷极化后，内部电畴重新取向，各个晶 胞的偶极子从空间随机取向状态变为沿电场方向有序排列状态，压电材料在宏观上变为各向异性而具有压 电性能。传统的 PZT 压电陶瓷已经在传感器、驱动器、换能器以及压电马达等领域取得广泛应用，有关于 PZT 电畴结构的研究也得到了广泛的关注。钪酸铋-钛酸铅陶瓷（BS-PT）是一种新型的优异压电材料，具 有高的压电性能（d33 高达 450pC/N），同时居里温度高达 450℃，因此 BS-PT 压电陶瓷在高温环境下具有 巨大的应用潜力。但极少有人对 BS-PT 压电陶瓷的电畴开展研究。
本文利用传统的固相反应法制备了呈现四方钙钛矿结构的 BS-PT 压电陶瓷，研究的在不同强度的极化 电场下，内部电畴的翻转情况以及相应的对材料宏观物理性能的影响。在四方钙钛矿中，施加电场时内部 电畴存在 3 种转变：180°电畴翻转，90°电畴翻转，以及不翻转。为了定量研究电畴翻转对压电性的影响，
XRD 衍射方法被用来观察电畴的翻转。在 180°电畴翻转中，偶极子仅仅从极轴的正向转到负向，或者从 负向转到正向，微观上没有引起晶胞的面网间距的变化，宏观上不产生应变或应力，180°电畴翻转无法被 XRD 观察到。在 90°电畴翻转中，偶极子随着极轴从一个晶轴翻转到另一个晶轴，引起晶胞的面网间距的 变化，同时产生应变和应力，因此 90°电畴能被 XRD 观察到。本文针对四方钙钛矿中电畴翻转提出了“衍 射面转换”物理模型，该模型可用于：（1）判断衍射面在外部电场下的稳定性；（2）外电场作用下，各衍 射面之间的相互转变关系；（3）定量地估算 90°畴的翻转概率。该模型为研究四方钙钛矿压电陶瓷的压电 性能与 90°电畴翻转之间的关系提供了有力的理论依据。
长沙市工商行政管理局