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钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷场致应变性能研究
被引量:
6
1
作者
杨慧平
周学凡
+3 位作者
方豪杰
张晓云
罗行
张斗
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期603-610,共8页
钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)作为典型的钙钛矿型弛豫铁电体,具有超高的场致应变,是最有希望代替铅基体系的无铅压电体系之一。与铅基陶瓷相比,BNT基陶瓷具有驱动电压较高、迟滞较大以及温度稳定性差等劣势。为了优化无铅驱...
钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)作为典型的钙钛矿型弛豫铁电体,具有超高的场致应变,是最有希望代替铅基体系的无铅压电体系之一。与铅基陶瓷相比,BNT基陶瓷具有驱动电压较高、迟滞较大以及温度稳定性差等劣势。为了优化无铅驱动器的应变性能,本研究采用固相反应法制备(1-x){0.76(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-0.24SrTiO_(3)}-xNaNbO_(3)(BNTST-xNN,x=0~0.03)无铅铁电陶瓷。结果表明,当x=0.01时,该陶瓷在较低电场(E=4 kV/mm)下的应变值可达到0.278%,等效压电系数d^(*)_(33)高达695 pm/V。此时,陶瓷处于非遍历/遍历弛豫相界处,电场诱导弛豫-铁电相变导致大场致应变。与x=0.01相比,x=0.02时应变值为0.249%,略微下降,但迟滞却降低至43%。此外,该应变在25~100℃温度范围内维持稳定。本研究表明,在BNT基陶瓷中固溶SrTiO_(3)和NaNbO_(3)组元可以提高场致应变值,同时维持较低的驱动电场和良好的温度稳定性,可用于压电驱动器研制。
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关键词
钛酸铋钠
无铅铁电陶瓷
场致应变
弛豫态
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职称材料
粉体砂磨工艺对SiO2-ZrO2-MgO-CaO助烧95Al2O3陶瓷微观结构与性能的影响
被引量:
2
2
作者
方豪杰
贺亦文
+6 位作者
张晓云
曾超
曾雄
林华泰
郭伟明
吴利翔
刘秋宇
《机械工程材料》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期57-61,共5页
采用砂磨工艺对Al2O3粉体进行研磨,研究了粉体的形貌,以及在SiO2-ZrO2-MgO-CaO烧结助剂作用下烧结粉体得到95Al2O3陶瓷的物相组成、微观结构和力学性能,并与行星球磨工艺下的进行对比。结果表明:砂磨后Al2O3粉体的平均粒径仅为0.2μm,...
采用砂磨工艺对Al2O3粉体进行研磨,研究了粉体的形貌,以及在SiO2-ZrO2-MgO-CaO烧结助剂作用下烧结粉体得到95Al2O3陶瓷的物相组成、微观结构和力学性能,并与行星球磨工艺下的进行对比。结果表明:砂磨后Al2O3粉体的平均粒径仅为0.2μm,砂磨对粉体具有明显的细化作用,而行星球磨后的中位粒径为2.4μm,与未研磨粉体的相近;烧结砂磨粉体得到陶瓷的物相为Al2O3、Al0.52Zr0.48O1.74、m-ZrO2,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的物相为Al2O3与微量m-ZrO2;烧结砂磨粉体得到陶瓷表面的Al2O3晶粒未异常长大,ZrO2相钉扎在Al2O3晶界,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的Al2O3晶粒均存在异常长大现象;烧结砂磨粉体得到陶瓷的断裂韧度为(4.6±0.6)MPa·m1/2,高于烧结未研磨和行星球磨粉体的。
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关键词
95Al2O3陶瓷
砂磨
微观结构
断裂韧性
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职称材料
题名
钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷场致应变性能研究
被引量:
6
1
作者
杨慧平
周学凡
方豪杰
张晓云
罗行
张斗
机构
中南大学粉末冶金研究院
湖南省美程陶瓷科技有限公司
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期603-610,共8页
基金
国家重点研发项目(2020YFA0711700)
国家自然科学基金(U19A2087)
+1 种基金
湖南省创新型省份建设专项(2020GK2062)
博士后创新人才支持计划(BX2021377)。
文摘
钛酸铋钠(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)作为典型的钙钛矿型弛豫铁电体,具有超高的场致应变,是最有希望代替铅基体系的无铅压电体系之一。与铅基陶瓷相比,BNT基陶瓷具有驱动电压较高、迟滞较大以及温度稳定性差等劣势。为了优化无铅驱动器的应变性能,本研究采用固相反应法制备(1-x){0.76(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)-0.24SrTiO_(3)}-xNaNbO_(3)(BNTST-xNN,x=0~0.03)无铅铁电陶瓷。结果表明,当x=0.01时,该陶瓷在较低电场(E=4 kV/mm)下的应变值可达到0.278%,等效压电系数d^(*)_(33)高达695 pm/V。此时,陶瓷处于非遍历/遍历弛豫相界处,电场诱导弛豫-铁电相变导致大场致应变。与x=0.01相比,x=0.02时应变值为0.249%,略微下降,但迟滞却降低至43%。此外,该应变在25~100℃温度范围内维持稳定。本研究表明,在BNT基陶瓷中固溶SrTiO_(3)和NaNbO_(3)组元可以提高场致应变值,同时维持较低的驱动电场和良好的温度稳定性,可用于压电驱动器研制。
关键词
钛酸铋钠
无铅铁电陶瓷
场致应变
弛豫态
Keywords
sodium bismuth titanate
lead-free ferroelectric ceramics
field-induced strain
relaxed state
分类号
TQ174 [化学工程—陶瓷工业]
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职称材料
题名
粉体砂磨工艺对SiO2-ZrO2-MgO-CaO助烧95Al2O3陶瓷微观结构与性能的影响
被引量:
2
2
作者
方豪杰
贺亦文
张晓云
曾超
曾雄
林华泰
郭伟明
吴利翔
刘秋宇
机构
湖南省美程陶瓷科技有限公司
广东工业大学机电工
程
学院
出处
《机械工程材料》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期57-61,共5页
基金
湖南省科技攻关计划资助项目(2019GK4039)。
文摘
采用砂磨工艺对Al2O3粉体进行研磨,研究了粉体的形貌,以及在SiO2-ZrO2-MgO-CaO烧结助剂作用下烧结粉体得到95Al2O3陶瓷的物相组成、微观结构和力学性能,并与行星球磨工艺下的进行对比。结果表明:砂磨后Al2O3粉体的平均粒径仅为0.2μm,砂磨对粉体具有明显的细化作用,而行星球磨后的中位粒径为2.4μm,与未研磨粉体的相近;烧结砂磨粉体得到陶瓷的物相为Al2O3、Al0.52Zr0.48O1.74、m-ZrO2,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的物相为Al2O3与微量m-ZrO2;烧结砂磨粉体得到陶瓷表面的Al2O3晶粒未异常长大,ZrO2相钉扎在Al2O3晶界,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的Al2O3晶粒均存在异常长大现象;烧结砂磨粉体得到陶瓷的断裂韧度为(4.6±0.6)MPa·m1/2,高于烧结未研磨和行星球磨粉体的。
关键词
95Al2O3陶瓷
砂磨
微观结构
断裂韧性
Keywords
95Al2O3 ceramics
sanding
microstructure
fracture toughness
分类号
TB321 [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
钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷场致应变性能研究
杨慧平
周学凡
方豪杰
张晓云
罗行
张斗
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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职称材料
2
粉体砂磨工艺对SiO2-ZrO2-MgO-CaO助烧95Al2O3陶瓷微观结构与性能的影响
方豪杰
贺亦文
张晓云
曾超
曾雄
林华泰
郭伟明
吴利翔
刘秋宇
《机械工程材料》
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
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职称材料
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