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高机械品质因数压电陶瓷材料的研究进展及应用 被引量:2
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作者 褚涛 王五松 +3 位作者 王学杰 张田才 杨桂 翟继卫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期165-170,共6页
本文从压电陶瓷的物理机理、机械品质因数Qm及其影响因素如晶粒尺寸、晶格常数、畴壁运动、空间电荷等方面详细阐述了高Qm压电陶瓷材料研究的理论基础,随后介绍了高Qm压电陶瓷材料的几种体系及其研究现状。指出了掺杂改性、探索新体系... 本文从压电陶瓷的物理机理、机械品质因数Qm及其影响因素如晶粒尺寸、晶格常数、畴壁运动、空间电荷等方面详细阐述了高Qm压电陶瓷材料研究的理论基础,随后介绍了高Qm压电陶瓷材料的几种体系及其研究现状。指出了掺杂改性、探索新体系和新工艺是提高压电陶瓷材料高Qm的有效途径,并对高Qm压电陶瓷器件进行了简单介绍。 展开更多
关键词 高Qm压电陶瓷 晶格常数 空间电荷 机械品质因数
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基于机械品质因数的全波压电超声换能器设计 被引量:1
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作者 胡涛 刘宇 傅波 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第2期286-294,共9页
针对全波压电超声换能器常规设计方法存在的尺寸参数较多、计算较复杂等问题,研究了一种利用机械品质因数设计全波压电超声换能器的方法。基于压电超声理论推导了全波压电超声换能器的频率方程,利用电学理论推导了全波压电超声换能器各... 针对全波压电超声换能器常规设计方法存在的尺寸参数较多、计算较复杂等问题,研究了一种利用机械品质因数设计全波压电超声换能器的方法。基于压电超声理论推导了全波压电超声换能器的频率方程,利用电学理论推导了全波压电超声换能器各组成部分的等效电路,利用等效电路求取了在任意等效截面处的等效机械阻抗,进而推导出全波压电超声换能器各部分尺寸参数与其机械品质因数的关系式。利用机械品质因数及频率方程的等高线图,对全波压电超声换能器各部分尺寸进行了设计计算。利用ANSYS对该尺寸全波压电超声换能器的谐振频率进行了仿真分析,结果表明所设计的全波压电超声换能器的谐振频率具有较高的精度,满足工程应用的要求。 展开更多
关键词 频率方程 等效机械阻抗 机械品质因数 全波压电超声换能器
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高次谐波体声波谐振器机械品质因数的测量
3
作者 李鉴 高翔 +1 位作者 刘梦伟 程建政 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第1期175-179,共5页
高次谐波体声波谐振器(HBAR)具有高的机械品质因数(Q_M)和多模谐振谱特性,其在频率控制系统中具有重要应用。对制备的Al/Zn O/Au/Sapphire结构HBAR器件进行了Q_M的测定,从实际的测试系统出发,给出了它的等效电路,通过一系列分析处理得到... 高次谐波体声波谐振器(HBAR)具有高的机械品质因数(Q_M)和多模谐振谱特性,其在频率控制系统中具有重要应用。对制备的Al/Zn O/Au/Sapphire结构HBAR器件进行了Q_M的测定,从实际的测试系统出发,给出了它的等效电路,通过一系列分析处理得到了Q_M随频率的变化曲线。结果表明,Q_M随频率增加逐渐减小。 展开更多
关键词 高次谐波体声波谐振器 机械品质因数 等效电路
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高品质因数恒弹性合金Ni40Cr4Ti2MoNb的研制
4
作者 王方军 刘璇 +1 位作者 刘应龙 李永友 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期7063-7068,共6页
通过研究热处理制度、加工工艺、化学成分等方面对Ni40Cr4Ti2MoNb合金的力学性能、机械品质因数Q、弹性模量E的影响,探索一种高机械品质因数恒弹性合金生产工艺。通过实验研究分析发现,时效处理能显著提升材料力学性能,且冷加工工艺对改... 通过研究热处理制度、加工工艺、化学成分等方面对Ni40Cr4Ti2MoNb合金的力学性能、机械品质因数Q、弹性模量E的影响,探索一种高机械品质因数恒弹性合金生产工艺。通过实验研究分析发现,时效处理能显著提升材料力学性能,且冷加工工艺对改变Q值起主导作用。同时,w(Mo)%的变化对Q和E,特别是E的影响并不明显。研究表明,w(Mo)%为1.84%的3号试样经过40%冷加工变形和650℃×3 h时效处理后,Q值为46866,抗拉强度1366 MPa,弹性模量E为186.9 GPa,综合性能较好,达到期望的高品质因数恒弹合金要求。 展开更多
关键词 恒弹合金 机械品质因数 力学性能
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Defect Dipole Thermal-stability to the Electro-mechanical Properties of Fe Doped PZT Ceramics
5
作者 SUN Yuxuan WANG Zheng +5 位作者 SHI Xue SHI Ying DU Wentong MAN Zhenyong ZHENG Liaoying LI Guorong 《无机材料学报》 北大核心 2025年第5期545-551,I0009-I0010,共9页
The accepted doping ion in Ti^(4+)-site of PbZr_(y)Ti_(1–y)O_(3)(PZT)-based piezoelectric ceramics is a well-known method to increase mechanical quality factor(Q_(m)),since the acceptor coupled by oxygen vacancy beco... The accepted doping ion in Ti^(4+)-site of PbZr_(y)Ti_(1–y)O_(3)(PZT)-based piezoelectric ceramics is a well-known method to increase mechanical quality factor(Q_(m)),since the acceptor coupled by oxygen vacancy becomes defect dipole,which prevents the domain rotation.In this field,a serious problem is that generally,Qm decreases as the temperature(T)increases,since the oxygen vacancies are decoupled from the defect dipoles.In this work,Q_(m) of Pb_(0.95)Sr_(0.05)(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_(3)(PSZT)ceramics doped by 0.40%Fe_(2)O_(3)(in mole)abnormally increases as T increases,of which the Qm and piezoelectric coefficient(d_(33))at room temperature and Curie temperature(TC)are 507,292 pC/N,and 345℃,respectively.The maximum Qm of 824 was achieved in the range of 120–160℃,which is 62.52%higher than that at room temperature,while the dynamic piezoelectric constant(d_(31))was just slightly decreased by 3.85%.X-ray diffraction(XRD)and piezoresponse force microscopy results show that the interplanar spacing and the fine domains form as temperature increases,and the thermally stimulated depolarization current shows that the defect dipoles are stable even the temperature up to 240℃.It can be deduced that the aggregation of oxygen vacancies near the fine domains and defect dipole can be stable up to 240℃,which pins domain rotation,resulting in the enhanced Q_(m) with the increasing temperature.These results give a potential path to design high Q_(m) at high temperature. 展开更多
关键词 defect dipole temperature characteristic oxygen vacancy electro-mechanical property mechanical quality factor hardening doping
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硬性BSPT基高温压电陶瓷温度稳定性研究 被引量:1
6
作者 迟文潮 鲜晓军 +4 位作者 冯小东 李瑞峰 彭胜春 刘振华 曾祥明 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期37-41,共5页
采用固相合成法在1125~1175℃烧结范围内制备了0.15BiScO_(3)-0.85(Pb_(0.88)Bi_(0.08))(Ti^(0.97)Mn_(0.03))O_(3)(BSPT-Mn)高温压电陶瓷。所有样品均为纯相,晶粒尺寸分布符合正态规律,掺杂元素均匀,未发现明显的富集现象。研究表明,在... 采用固相合成法在1125~1175℃烧结范围内制备了0.15BiScO_(3)-0.85(Pb_(0.88)Bi_(0.08))(Ti^(0.97)Mn_(0.03))O_(3)(BSPT-Mn)高温压电陶瓷。所有样品均为纯相,晶粒尺寸分布符合正态规律,掺杂元素均匀,未发现明显的富集现象。研究表明,在1150℃烧结制备的BSPT-Mn高温压电陶瓷的最大机械品质因数为1500.3,在484.4℃温度下压电常数为289.8 pC/N,压电性能良好。 展开更多
关键词 压电陶瓷 钪酸铋-钛酸铅(BS-PT) 机械品质因数 温度稳定性
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Yb_(2)O_(3)对PZT基压电陶瓷强场介电损耗的影响
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作者 戴昭波 秦洁 +2 位作者 褚涛 钟敏 石钦 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期67-69,共3页
本工作系统地研究了Yb_(2)O_(3)掺杂对二元系大功率压电陶瓷材料Pb_(0.97)Sr_(0.03)(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_(3)+0.5mol%CaFeO_(5/2)(简称PSZT-Yb)晶粒尺寸、压电性能、介电损耗、强场介电损耗等的影响。不同比例元素掺杂陶瓷的压电常数... 本工作系统地研究了Yb_(2)O_(3)掺杂对二元系大功率压电陶瓷材料Pb_(0.97)Sr_(0.03)(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_(3)+0.5mol%CaFeO_(5/2)(简称PSZT-Yb)晶粒尺寸、压电性能、介电损耗、强场介电损耗等的影响。不同比例元素掺杂陶瓷的压电常数、晶粒尺寸、机械品质因数和强场介电损耗有较大变化,在掺杂量为0.4wt%时,制备的压电陶瓷结构致密,晶粒大小均匀,综合性能最佳,具体参数如下:ε_(r)=1102,tanδ=0.40%,tanδ=0.90%(@400 V/mm),k_(p)=0.49,d 33=286 pC/N,Q_(m)=888。 展开更多
关键词 压电常数 低强场损耗 大功率 机械品质因数
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铈掺杂对PSN-PZN-PMS-PZT压电陶瓷性能的影响 被引量:11
8
作者 陆翠敏 孙清池 +1 位作者 孙琳 徐明霞 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期33-35,40,共4页
采用二次合成工艺制备PSN-PZN-PM S-PZT五元系压电陶瓷。研究准同型相界组成点处铈掺杂对压电陶瓷介、压电性能影响。结果发现随着C eO2的添加,介电常数增加,居里温度降低;压电常数增加;机械品质因数和机电耦合系数下降;铈掺杂在强场下... 采用二次合成工艺制备PSN-PZN-PM S-PZT五元系压电陶瓷。研究准同型相界组成点处铈掺杂对压电陶瓷介、压电性能影响。结果发现随着C eO2的添加,介电常数增加,居里温度降低;压电常数增加;机械品质因数和机电耦合系数下降;铈掺杂在强场下对该系统介电性能的影响基本上和弱场下的变化趋势相近,随着外加场强的增加,介电常数和介电损耗增加。 展开更多
关键词 机械品质因数 合成工艺 压电常数 介电性能 PZT压电陶瓷 准同型相界 制备 铈掺杂 压电性能 机电耦合系数
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高Q_m、低损耗压电陶瓷材料的研究 被引量:11
9
作者 顾威 桂治轮 +1 位作者 李龙土 董蜀湘 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期24-27,共4页
本文对Pb[(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_x(Co_(1/3)Sb_(2/3))_yTi_zZr_w]O_3四元素和以CeO_2掺杂的Pb_aSr_(1-a)[(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_xTi_yZr_z]O_3三元系压电陶瓷进行了研究.该材料具有高机械品质因数、低介电损耗、高居里点、高机械强度、烧结... 本文对Pb[(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_x(Co_(1/3)Sb_(2/3))_yTi_zZr_w]O_3四元素和以CeO_2掺杂的Pb_aSr_(1-a)[(Mn_(1/3)Sb_(2/3))_xTi_yZr_z]O_3三元系压电陶瓷进行了研究.该材料具有高机械品质因数、低介电损耗、高居里点、高机械强度、烧结范围宽、工艺重复性好等特点.这两种材料在驻波超声马达中得到了应用. 展开更多
关键词 压电陶瓷 机械品质因数 超声马达
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Sr(Cu_(1/2)W_(1/2))_O_3改性PZT压电陶瓷的性能研究 被引量:3
10
作者 刘福田 王守德 +3 位作者 常钧 黄世峰 芦令超 程新 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 2004年第3期21-23,共3页
制备了钨铜酸锶掺杂PZT三元体系压电陶瓷,测量了不同烧结温度和不同组成的材料的压电常数值,以压电常数为依据,确定了不同组成的材料的最优烧结温度及在最优烧结温度下材料的压电常数。研究了钨铜酸锶的掺杂量对材料机电耦合系数和机械... 制备了钨铜酸锶掺杂PZT三元体系压电陶瓷,测量了不同烧结温度和不同组成的材料的压电常数值,以压电常数为依据,确定了不同组成的材料的最优烧结温度及在最优烧结温度下材料的压电常数。研究了钨铜酸锶的掺杂量对材料机电耦合系数和机械品质因数的影响。并对不同组成的材料进行了XRD和SEM分析,研究了材料的物相组成和微观结构对材料性能的影响。讨论了Sr2+,W6+,Cu2+离子对PZT压电陶瓷进行改性的作用机理。实验结果表明,钨铜酸锶可对PZT材料进行较好的改性作用,使材料的压电常数提高到570pC/N。 展开更多
关键词 PZT掺杂 钨铜酸锶 压电陶瓷 改性 压电常数 烧结温度 耦合系数 机械品质因数
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超声振动系统f_s和Q_m的实验测定及对比研究 被引量:3
11
作者 蒋日鹏 李晓谦 +1 位作者 刘荣光 胡仕成 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第6期779-782,共4页
以整个超声振动系统为研究对象,根据力电类比原理,利用计算机辅助测量导纳圆。基于导纳圆求得不同工况下振动系统的谐振频率fs和机械品质因数Qm。对比研究其变化规律并对其变化原因进行定性分析。研究表明,fs、Qm随工具杆工作深度的增... 以整个超声振动系统为研究对象,根据力电类比原理,利用计算机辅助测量导纳圆。基于导纳圆求得不同工况下振动系统的谐振频率fs和机械品质因数Qm。对比研究其变化规律并对其变化原因进行定性分析。研究表明,fs、Qm随工具杆工作深度的增加而普遍降低;负载温度越高,fs、Qm下降越明显;负载粘度增大,fs、Qm均有不同程度的降低;负载横截面积增大,fs略有提高,而对Qm的影响相对较小。在此基础上,同时考虑生产条件及加工要求,确定振动系统与超声波发生器的最佳电端匹配,对铝合金超声铸造具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 超声振动系统 等效电路 负载 工具杆 谐振频率 机械品质因数
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双激励压电复合棒换能器中间质量块研究 被引量:2
12
作者 李志强 李英明 +1 位作者 莫喜平 潘耀宗 《声学技术》 CSCD 2013年第S1期273-274,共2页
0引言压电陶瓷复合棒换能器具有结构简易、工作模式简单、电声效率高、发射功率大、耐受压力大等优点而广泛应用于水声领域。由于其机械品质因数Q值一般较高,单模工作带宽窄,因此近年来人们多致力于采用多模耦合的工作方式来提高其带宽... 0引言压电陶瓷复合棒换能器具有结构简易、工作模式简单、电声效率高、发射功率大、耐受压力大等优点而广泛应用于水声领域。由于其机械品质因数Q值一般较高,单模工作带宽窄,因此近年来人们多致力于采用多模耦合的工作方式来提高其带宽,其中采用双激励的工作方式已被证实为有效的技术途径之一[1][2]。相对于单激励换能器。 展开更多
关键词 质量块 机械品质因数 陶瓷复合 发射功率 工作方式 单模工作 模耦合 弯曲振动模态 TRANSDUCER 电压响应
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穿单孔宽带夹心式换能器 被引量:4
13
作者 胡静 贺西平 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期555-559,共5页
目的研究一种新型结构的宽频带换能器。方法采用一维设计理论,得到换能器的机械品质因数和带宽的表达。结果穿孔的几何尺寸与换能器的带宽有直接的关系。穿一定大小的孔可以拓宽换能器的频带,且随着开孔尺寸的增大频带随之拓宽,但并不... 目的研究一种新型结构的宽频带换能器。方法采用一维设计理论,得到换能器的机械品质因数和带宽的表达。结果穿孔的几何尺寸与换能器的带宽有直接的关系。穿一定大小的孔可以拓宽换能器的频带,且随着开孔尺寸的增大频带随之拓宽,但并不是穿孔尺寸越大,频带就越宽,孔穿大到一定尺寸后,频带反而会变窄。结论在电导频响曲线上拓宽了换能器的频带,实验结果与理论计算相符。 展开更多
关键词 穿单孔换能器 机械品质因数 带宽
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不同类型石英玻璃的振动能量损耗特性对比分析 被引量:1
14
作者 张晓强 孙元成 +5 位作者 贾永雷 潘瑶 杜秀蓉 宋学富 祖成奎 朱永昌 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第11期4095-4102,共8页
石英玻璃相对于金属、晶体、陶瓷等大多数固体材料具有更小的机械振动能量损耗,是许多精密测量器件的首选材料。本文测试对比了四种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类)石英玻璃的振动能量损耗特性,从材料化学组分和结构缺陷方面分析了石英玻... 石英玻璃相对于金属、晶体、陶瓷等大多数固体材料具有更小的机械振动能量损耗,是许多精密测量器件的首选材料。本文测试对比了四种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类)石英玻璃的振动能量损耗特性,从材料化学组分和结构缺陷方面分析了石英玻璃本征损耗的影响因素及作用机理。结果表明:Ⅰ类和Ⅱ类石英玻璃的本征损耗显著大于Ⅲ类和Ⅳ类石英玻璃,主要是由金属杂质含量高和气泡等级低造成的;羟基含量不是影响石英玻璃本征损耗的主要因素;表面损耗是石英玻璃器件振动能量损耗的主要来源之一,可以通过湿法刻蚀消除。 展开更多
关键词 石英玻璃 振动能量损耗 内耗 机械品质因数 表面损耗 本征损耗
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横横式压电变压器的理论建模 被引量:1
15
作者 余厉阳 董树荣 王德苗 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第4期420-422,共3页
与传统的电磁变压器相比,压电变压器具有高升压、无电磁污染等特点。由于压电变压器的工作原理复杂,除了Rosen型压电变压器,对于其他压电变压器的理论研究较少。对一种驱动部分以及发电部分都是横场模式的横横式压电变压器进行了理论研... 与传统的电磁变压器相比,压电变压器具有高升压、无电磁污染等特点。由于压电变压器的工作原理复杂,除了Rosen型压电变压器,对于其他压电变压器的理论研究较少。对一种驱动部分以及发电部分都是横场模式的横横式压电变压器进行了理论研究。从Mosen等效电路出发,利用泰勒展开,建立了能反映压电变压器实际工作情况的集总式等效电路图;并在此基础上,给出了一种只用机械品质因数Qm、电学品质因数Qe及机电耦合系数k三个量来表征变压器电学性能的方法。由于Qm、Qe、k的测量方法早已标准化,尺寸、负载对变压器的影响可归结为Qe对电学性能的函数,因此有望简化设计过程。 展开更多
关键词 压电变压器 横场模式 等效电路 电学品质因数 机械品质因数 机电耦合系数
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Co2O3掺杂对BCTZ无铅压电陶瓷的性能影响 被引量:3
16
作者 于坤 江向平 +2 位作者 陈超 李璐 李小红 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期441-444,共4页
采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.92Zr0.08)O3-x%Co2O3(BCTZ-xCo,x=0-1.4)无铅压电陶瓷。研究了不同Co掺杂量对该陶瓷的显微结构、介电性能及压电性能的影响。结果表明,所有样品均具有单一的钙钛矿结构,随Co2O3含量的增加,晶... 采用固相法制备了(Ba0.85Ca0.15)(Ti0.92Zr0.08)O3-x%Co2O3(BCTZ-xCo,x=0-1.4)无铅压电陶瓷。研究了不同Co掺杂量对该陶瓷的显微结构、介电性能及压电性能的影响。结果表明,所有样品均具有单一的钙钛矿结构,随Co2O3含量的增加,晶粒尺寸逐渐细化减小,介电常数εr、压电常数d33、平面机电耦合系数kp均呈下降趋势。机械品质因数Qm显著增大,当x=0.7时,具有最佳的综合电性能,其中d33=392pC/N,kp=46.0%,Qm=435,介电损耗tanδ=0.62%,表明BCTZ-xCo陶瓷材料是一种具有应用前景的无铅压电材料。 展开更多
关键词 Co2O3 (Ba0 85Ca0 15)(Ti0 92Zr0 08)O3 压电性能 机械品质因数 无铅压电陶瓷
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高频压电陶瓷谐振器的研制 被引量:11
17
作者 李月国 范坤泰 +2 位作者 张录州 杜润功 王兴超 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2001年第3期183-185,235,共4页
介绍了试制高频压电陶瓷谐振器的方法。通过采用能陷振动模式 ,优化预烧及烧结温度和保温时间 ,并进行改性物质掺杂 ,制作出机械品质因数高、频率温度特性良好的高频压电陶瓷谐振器。
关键词 机械品质因数 频率温度特性 高频压电陶瓷谐振器 压电陶瓷材料
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锰掺杂对(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)-LiNbO_(3)压电陶瓷结构和性能的影响 被引量:1
18
作者 李圣 谷良贤 唐福生 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第22期9-11,共3页
采用传统陶瓷制备工艺制备了(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)-LiNbO_(3)-xMnO_(2)压电陶瓷,分析了陶瓷样品的微观组织结构。实验结果表明,随MnO_(2)掺杂量的增多,陶瓷由四方相转变为正交相,晶粒的均匀性下降并生成K_(3)LiNb_(6)O_(17)相。研究... 采用传统陶瓷制备工艺制备了(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_(3)-LiNbO_(3)-xMnO_(2)压电陶瓷,分析了陶瓷样品的微观组织结构。实验结果表明,随MnO_(2)掺杂量的增多,陶瓷由四方相转变为正交相,晶粒的均匀性下降并生成K_(3)LiNb_(6)O_(17)相。研究了MnO_(2)不同掺杂量对陶瓷压电性能的影响。结果表明,随锰掺杂量的增加,材料逐渐变"硬",机电耦合系数k_(p)和压电常数d_(33)逐渐减小,同时Q_(m)逐渐增大;当MnO_(2)含量为0.8%(质量分数)时,陶瓷的机械品质因数达到最大,此时陶瓷的压电性能为:k_(p)=0.34,k_(t)=0.43,d_(33)=110pC/N,Q_(m)=401.3。 展开更多
关键词 铌酸钾钠-铌酸锂陶瓷 锰掺杂 压电性能 机械品质因数
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缺陷偶极子调控铅基钙钛矿压电陶瓷性能的研究进展 被引量:3
19
作者 唐明响 陈良 +3 位作者 祁核 孙胜东 刘辉 陈骏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期62-67,共6页
压电陶瓷作为一种可以实现机械能和电能之间相互转换的功能陶瓷材料,广泛应用于传感器、制动器、超声换能器、医学超声成像及发动机燃油喷射系统等领域。在压电陶瓷中,元素掺杂可以有效调控陶瓷的电学性能,伴随掺杂而产生的缺陷偶极子... 压电陶瓷作为一种可以实现机械能和电能之间相互转换的功能陶瓷材料,广泛应用于传感器、制动器、超声换能器、医学超声成像及发动机燃油喷射系统等领域。在压电陶瓷中,元素掺杂可以有效调控陶瓷的电学性能,伴随掺杂而产生的缺陷偶极子对压电陶瓷性能有着显著而独特的影响。因此研究缺陷偶极子对压电陶瓷性能的调控机理,有助于理解压电陶瓷诸多物理现象的内在成因,譬如老化、疲劳等。通过元素掺杂引入的氧空位会导致钙钛矿结构的压电陶瓷产生缺陷偶极子,而缺陷偶极子与自发极化之间的耦合效应会影响陶瓷的铁电响应行为,从而使得压电陶瓷出现束腰电滞回线和偏移电滞回线等特征。另外由于陶瓷中氧空位的扩散速率很低,使得缺陷偶极子极化方向趋于稳定,进而抑制极化旋转和限制畴壁运动,有助于提高压电陶瓷的机械品质因数。尽管有大量研究通过缺陷偶极子调控压电陶瓷的宏观性能使其能够满足不同的应用需求,然而由于压电陶瓷为多晶材料,其内部晶粒取向各异且存在复杂的铁电畴结构,压电陶瓷中缺陷偶极子在形成过程中的微观机理与其具体形态以及缺陷偶极子对压电陶瓷性能的具体作用机理仍有待深入研究。此外,压电陶瓷在高驱动场下的高功率特性对机电设备的实际设计具有重要意义,因此缺陷偶极子对压电陶瓷高功率特性的影响也值得关注。本文从氧空位诱导缺陷偶极子的形成及其表征手段、缺陷偶极子对铅基压电陶瓷电滞回线的影响和不同受主掺杂对铅基压电陶瓷机械品质因数的影响出发,论述了缺陷偶极子与压电陶瓷自发极化耦合效应引发的偏移和束腰奇异电滞回线特征,揭示了缺陷偶极子主要通过抑制极化旋转和限制畴壁运动提高机械品质因数的机理。然而关于缺陷偶极子的形态、与非四方相间的耦合关系以及缺陷偶极子对压电陶瓷高功率特性的影响等问题仍需进一步的研究。 展开更多
关键词 铅基压电陶瓷 氧空位 缺陷偶极子 电滞回线 机械品质因数
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Cu掺杂对(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-LiSbO_3-NaTaO_3系压电陶瓷结构及性能的影响
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作者 李桧林 黄焱球 +4 位作者 刘益雄 杜海威 唐红平 苏晨 魏飞 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期31-34,42,共5页
采用传统的陶瓷工艺制备了0.94[0.9405(K0.5Na0.5)NbO3-0.0095(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.05LiSbO3]-0.06NaTaO3(简称KNN-BNT-LS-NT)+xmol%CuO(0≤x≤2.0)陶瓷,研究了其晶体结构、压电、介电以及铁电性质,并对Cu2+在A、B位取代做了详细的分析... 采用传统的陶瓷工艺制备了0.94[0.9405(K0.5Na0.5)NbO3-0.0095(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.05LiSbO3]-0.06NaTaO3(简称KNN-BNT-LS-NT)+xmol%CuO(0≤x≤2.0)陶瓷,研究了其晶体结构、压电、介电以及铁电性质,并对Cu2+在A、B位取代做了详细的分析讨论。结果表明,Cu2+的加入能显著提高陶瓷的机械品质因数Qm和降低其介电损耗tanδ,当加入1.5mol%的Cu2+在时,取得较佳的性能,即d33=183pC/N、Qm=166、tanδ=0.0135。 展开更多
关键词 压电陶瓷 钙钛矿 Cu^2+-掺杂 机械品质因数
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