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KNN基无铅压电陶瓷相界研究进展
被引量：
1
1
作者
贺耿超
黄艳斐
+4 位作者
邢志国
周龙龙
吕振林
贾磊
郭伟玲
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第20期15-23,共9页
压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的重要功能材料。目前,以锆钛酸铅(PZT)为代表的铅基压电陶瓷因具有优异的综合电学性能被广泛用于传感器、执行器和换能器等许多商业高科技电子产品。然而,金属铅的毒性以及易挥发性会对生态环境造...
压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的重要功能材料。目前,以锆钛酸铅(PZT)为代表的铅基压电陶瓷因具有优异的综合电学性能被广泛用于传感器、执行器和换能器等许多商业高科技电子产品。然而,金属铅的毒性以及易挥发性会对生态环境造成极大损害。近年来,许多国家已立法限制使用含铅的电子产品。因此,压电陶瓷无铅化成为国内外学者的研究重点。而在各类无铅压电陶瓷中,铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷因具有优异的压电、介电性能和较高的居里温度,被认为是取代铅基压电陶瓷的理想材料之一。多年来,研究者通过调节K/Na比、离子掺杂、添加新组元等方式构建室温下KNN基陶瓷多相共存相界(如准同型相界(MPB)或多晶型相界(PPB))。多相共存相界下各个相势垒较低,极化方向增加,电畴易发生翻转,从而使陶瓷产生高的压电效应。目前,KNN基无铅压电陶瓷因具有纳米级三方相(R)-正交相(O)-四方相(T)三相共存相界,其压电性能已超过某些铅基压电陶瓷。超高的压电性能来源于新型相界(NPB)的构建。结合近年来相关文献,本文以相界作为出发点,综述了国内外KNN基无铅陶瓷中MPB、PPB以及NPB的最新研究进展;重点阐述了陶瓷体系成分和晶粒尺寸对构建相界以及调控压电性能相关文献的最新报导;分析了KNN无铅压电陶瓷在相界研究方向上面临的问题并展望其前景。以此为开发高性能无铅压电陶瓷提供参考。
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关键词
铌酸钾钠
多相
相界
准同
型
相界
MPB
多晶型相界
PPB
组分设计
晶
粒尺寸
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职称材料
铌酸钾钠基无铅压电陶瓷掺杂改性的研究进展
被引量：
6
2
作者
宋牙牙
黄艳斐
+4 位作者
郭伟玲
邢志国
王海斗
吕振林
张执南
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期30-39,共10页
压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而被广泛应用,主要分为铅基压电陶瓷和无铅基压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷因含有高浓度的重金属铅而对环境损害极大,目前世界各国均已立法限制其应用。因此,环境友好型的无铅压电陶瓷成为学者的研...
压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而被广泛应用,主要分为铅基压电陶瓷和无铅基压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷因含有高浓度的重金属铅而对环境损害极大,目前世界各国均已立法限制其应用。因此,环境友好型的无铅压电陶瓷成为学者的研究重点。其中,铌酸钾钠(KNN)基陶瓷因含有较大的压电系数、较高的居里温度,且通过适当的成分设计和晶体相位调整,在多晶型相界处可获得最佳电学性能,有的甚至可与锆钛酸铅(PZT)相媲美,从而备受人们的青睐。但对于在多晶型相界处可获得最佳电学性能的物理机理并未明确,同时多晶型相界不易调控以及KNN基陶瓷自身K、Na元素易挥发,对其电学性能产生了严重影响。本文以离子取代、添加新组元和添加烧结助剂为切入点,论述KNN基陶瓷的掺杂机理和烧结特性,讨论A位掺杂、B位掺杂以及A、B位共掺对KNN陶瓷晶体结构的影响,重点论述三方相-正交相(R-O)、正交相-四方相(O-T)或三方相-四方相(R-T)共存与高压电性的物理机制,总结KNN基无铅压电陶瓷的发展。其中,在离子取代基础上添加新组元化合物,更加有利于构建多相共存的微观相结构;同时,开发的烧结助剂可有效地解决KNN基陶瓷烧结性能较差的问题。综上可知,KNN基无铅压电陶瓷在取代PZT基压电陶瓷材料方面具有极大潜力。
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关键词
铌酸钾钠
压电陶瓷
钙钛矿
多晶型相界
纳米铁电畴
烧结助剂
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职称材料
题名
KNN基无铅压电陶瓷相界研究进展
被引量：
1
1
作者
贺耿超
黄艳斐
邢志国
周龙龙
吕振林
贾磊
郭伟玲
机构
西安理工大学材料科学与工程学院
陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室
西安科技大学机械工程学院
出处
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第20期15-23,共9页
基金
国家自然科学基金(52005511)。
文摘
压电陶瓷是实现机械能与电能相互转换的重要功能材料。目前,以锆钛酸铅(PZT)为代表的铅基压电陶瓷因具有优异的综合电学性能被广泛用于传感器、执行器和换能器等许多商业高科技电子产品。然而,金属铅的毒性以及易挥发性会对生态环境造成极大损害。近年来,许多国家已立法限制使用含铅的电子产品。因此,压电陶瓷无铅化成为国内外学者的研究重点。而在各类无铅压电陶瓷中,铌酸钾钠(KNN)基无铅压电陶瓷因具有优异的压电、介电性能和较高的居里温度,被认为是取代铅基压电陶瓷的理想材料之一。多年来,研究者通过调节K/Na比、离子掺杂、添加新组元等方式构建室温下KNN基陶瓷多相共存相界(如准同型相界(MPB)或多晶型相界(PPB))。多相共存相界下各个相势垒较低,极化方向增加,电畴易发生翻转,从而使陶瓷产生高的压电效应。目前,KNN基无铅压电陶瓷因具有纳米级三方相(R)-正交相(O)-四方相(T)三相共存相界,其压电性能已超过某些铅基压电陶瓷。超高的压电性能来源于新型相界(NPB)的构建。结合近年来相关文献,本文以相界作为出发点,综述了国内外KNN基无铅陶瓷中MPB、PPB以及NPB的最新研究进展;重点阐述了陶瓷体系成分和晶粒尺寸对构建相界以及调控压电性能相关文献的最新报导;分析了KNN无铅压电陶瓷在相界研究方向上面临的问题并展望其前景。以此为开发高性能无铅压电陶瓷提供参考。
关键词
铌酸钾钠
多相
相界
准同
型
相界
MPB
多晶型相界
PPB
组分设计
晶
粒尺寸
Keywords
potassium sodium niobate(KNN)
polyphase boundary
quasi-homotypic phase boundary(MPB)
polycrystalline phase boundary(PPB)
component design
grain size
分类号
TB381 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
铌酸钾钠基无铅压电陶瓷掺杂改性的研究进展
被引量：
6
2
作者
宋牙牙
黄艳斐
郭伟玲
邢志国
王海斗
吕振林
张执南
机构
西安理工大学材料科学与工程学院
陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期30-39,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(51775554)
国家自然科学基金重点项目(51535011)。
文摘
压电陶瓷材料因具有优异的机电转换特性而被广泛应用,主要分为铅基压电陶瓷和无铅基压电陶瓷。然而,铅基压电陶瓷因含有高浓度的重金属铅而对环境损害极大,目前世界各国均已立法限制其应用。因此,环境友好型的无铅压电陶瓷成为学者的研究重点。其中,铌酸钾钠(KNN)基陶瓷因含有较大的压电系数、较高的居里温度,且通过适当的成分设计和晶体相位调整,在多晶型相界处可获得最佳电学性能,有的甚至可与锆钛酸铅(PZT)相媲美,从而备受人们的青睐。但对于在多晶型相界处可获得最佳电学性能的物理机理并未明确,同时多晶型相界不易调控以及KNN基陶瓷自身K、Na元素易挥发,对其电学性能产生了严重影响。本文以离子取代、添加新组元和添加烧结助剂为切入点,论述KNN基陶瓷的掺杂机理和烧结特性,讨论A位掺杂、B位掺杂以及A、B位共掺对KNN陶瓷晶体结构的影响,重点论述三方相-正交相(R-O)、正交相-四方相(O-T)或三方相-四方相(R-T)共存与高压电性的物理机制,总结KNN基无铅压电陶瓷的发展。其中,在离子取代基础上添加新组元化合物,更加有利于构建多相共存的微观相结构;同时,开发的烧结助剂可有效地解决KNN基陶瓷烧结性能较差的问题。综上可知,KNN基无铅压电陶瓷在取代PZT基压电陶瓷材料方面具有极大潜力。
关键词
铌酸钾钠
压电陶瓷
钙钛矿
多晶型相界
纳米铁电畴
烧结助剂
Keywords
potassium sodium niobate
piezoelectric ceramics
perovskite
polycrystalline phase boundary
nanometer ferroelectric domain
sintering aid
分类号
TB381 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
KNN基无铅压电陶瓷相界研究进展
贺耿超
黄艳斐
邢志国
周龙龙
吕振林
贾磊
郭伟玲
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
2
铌酸钾钠基无铅压电陶瓷掺杂改性的研究进展
宋牙牙
黄艳斐
郭伟玲
邢志国
王海斗
吕振林
张执南
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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职称材料
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