【摘 要】
：
随着现代科技的蓬勃发展,在某些特定应用领域对能在高温环境工作的压电材料需求日益紧迫,因此亟需匹配以高温压电材料为核心的新型压电元件。高温压电陶瓷Bi Sc O3-Pb Ti O3（BS-PT）拥有高的居里温度和优异的压电性能,已成为高温工作环境下的优选材料之一。本论文针对目前BS-PT陶瓷制备工艺窗口窄、温度稳定性差、高压电和高居里温度兼具困难等不足展开研究。基于Pb O能够稳定陶瓷相结构,本研究
【基金项目】
：
国家自然基金（编号:51602242）；
论文部分内容阅读
随着现代科技的蓬勃发展,在某些特定应用领域对能在高温环境工作的压电材料需求日益紧迫,因此亟需匹配以高温压电材料为核心的新型压电元件。高温压电陶瓷Bi Sc O3-Pb Ti O3（BS-PT）拥有高的居里温度和优异的压电性能,已成为高温工作环境下的优选材料之一。本论文针对目前BS-PT陶瓷制备工艺窗口窄、温度稳定性差、高压电和高居里温度兼具困难等不足展开研究。基于Pb O能够稳定陶瓷相结构,本研究选取准同型相界（MPB）组分0.36BS-0.64PT,考察Pb O掺杂及制备工艺对陶瓷结构与性能的影响规律,探索最优工艺条件;基于缺陷工程和晶格畸变调控相界理论,探索相结构组成对低铅含量的0.39BS-0.61PT陶瓷组织和性能的影响,构筑成分—相界—组织—性能之间的关系。主要结果如下:（1）通过固相法成功制备了0.36BS-0.64PT和1wt%Pb-0.36BS-0.64PT两个组分的压电陶瓷;1wt%Pb O的引入有利于稳定0.36BS-0.64PT陶瓷的相结构和电学性能、拓宽陶瓷的烧结工艺窗口;0.36BS-0.64PT组分陶瓷的居里温度基本不受1wt%Pb O和制备工艺的影响,所有陶瓷均展现出高的居里温度Tc=450℃;1wt%Pb-0.36BS-0.64PT陶瓷具有更高的压电和机电性能:室温压电常数d33=365p C/N、机电耦合系数kp=51%、介电损耗tanδ=0.022。（2）采用固相法成功制备0.39BS-0.61PT和1wt%Pb-0.39BS-0.61PT陶瓷;1wt%Pb O的引入阻碍0.39BS-0.61PT陶瓷结构畸变,不利于该组分陶瓷相结构调控和压电性能的提高;晶格畸变诱导0.39BS-0.61PT陶瓷从单一三方相结构转变为三方四方相共存,成功构建了准同型相界（MPB）;相对于1wt%Pb-0.39BS-0.61PT,0.39BS-0.61PT陶瓷具有更优异的压电和机电性能:压电常数d33=417p C/N,机电性能kp=53%,介电损耗tanδ=0.02,居里温度Tc=415℃;室温到300℃,陶瓷表现出优异的压电稳定性。（3）通过固相法成功制备0.36Bi(Sc1-xZrx)O3-0.64Pb Ti O3和0.39Bi(Sc1-xZrx)O3-0.61Pb Ti O3（x=0.005,0.01,0.015mol）两组分陶瓷;随Zr O2含量增加,0.36BS-0.64PT陶瓷相结构比例发生改变,在x=0.01mol时,0.36BS-0.64PT陶瓷室温压电常数d33=415p C/N,机电耦合系数kp=54%;随Zr O2含量的增加,0.39BS-0.61PT陶瓷相结构由R相向MPB相界方向变化,陶瓷的电学性能得到明显改善,并且居里温度随掺杂量的增加而向高温方向移动,解决了高居里高压电不能兼备的问题,同时样品表现出优异的温度稳定性。当烧结温度为1150℃,x=0.01mol时,具有优良的电学性能:室温压电常数d33=436p C/N、介电常数εr=1632、机电耦合系数kp=53%、tanδ=0.025、居里温度Tc=427℃。
其他文献
当今社会,由于对化石能源的过度使用使得生态环境遭到破坏进而导致了全球变暖等问题,因此研究人员急需开发出具备环境友好、可持续和高效的储能器件从而缓解对传统能源的依赖。在众多储能设备中,多种超级电容器和各类二次电池因其具有的独特性能得以被人们广泛研究,其中电极材料直接决定了这两种器件的性能,然而用单一的活性物质制备成的电极材料存在着导电性低和循环性能差等缺点,这些问题将直接影响此类器件的电化学性能从而
高温合金GH4169属于镍基高温合金的一种,具有较高的强度和硬度,且该材料的深孔类零件广泛应用于航空、航天等领域,但高温合金GH4169材料的深孔具有一定的难加工性。本文主要针对于高温合金GH4169深孔加工中存在的刀具磨损严重、加工效率低及加工成本高等问题,基于混合等离子体放电高温蚀除理论,研究混合等离子体深孔加工方法,并将此种加工方式应用到高温合金GH4169深孔加工中,为该类材料的深孔加工提
Al-Si铸造合金具有良好的综合力学性能,被广泛用于航空航天、汽车工业。在合金中添加晶粒细化剂可显著细化其显微组织,提高合金的组织和力学性能。目前使用的商用Al-5Ti-B晶粒细化剂对Si含量较高的Al-Si系合金进行晶粒细化时,会出现“Si中毒现象”而降低其细化效能。使用Nb元素代替Ti元素,制备的Al-Nb-B对合金也有显著细化效果。本实验结合目前对Al-Nb-B晶粒细化剂的研究,制备了Al-
氨是人类工业生产和农业生活中至关重要的原料之一,伴随着社会的迅速发展,人类对于氨的需求也急速增加。目前工业上制氨主要采用Haber-Bosch工艺,这一过程需要消耗大量的化石燃料以获得高温高压的反应环境,这导致合成氨工业对环境造成了严重的污染。而能源和环境问题这些年越来越严峻,中国作为工业大国,长期以来注重环境保护,在习主席提出“碳达峰、碳中和”之后,使用更加清洁环保的能源以减少碳排放更显重要。因
荧光探针检测技术是环境和生物传感领域中不可或缺的一种检测手段,探针的类型可大致分为传统的共轭小分子探针和新兴的聚合物纳米探针。传统的共轭小分子具有量子产率高、设计路线成熟、发光机理明确、以及颜色种类多等优点;但是,其在制备需要大量有机溶剂,且共轭探针本身水溶性差和细胞毒性高等致命问题极大的限制了其在环境和生物分析中的应用,因此基于优良的聚合物基体开发性能优良的探针是亟需的。聚合物探针一般是基于聚合
柔性力学传感器是一种能将力学刺激转变成可检测电信号的装置,具有优异的柔韧性和力学性能,在柔性机器人、可穿戴设备、人机接口等领域具有重要应用前景。此类传感器的机械柔韧性主要来源于柔性敏感材料。因此,构筑高性能柔性敏感材料是发展新型柔性力学传感器的关键。但是,使用涂覆、过滤等方法制备柔性敏感材料的操作复杂,无法精确调控材料的微观结构导致相应的传感器的性能受限。采用新的制备技术调控柔性敏感材料的微纳米结
新型高效的减摩延寿材料和技术是当前工业发展的重点和热点。纳米润滑技术是减少磨损和延长摩擦副寿命的有效方法,传统润滑油无法满足高负荷、高速度等苛刻工况下的润滑。纳米二硫化钼（MoS2）由于尺寸效应和表面效应,具有良好的化学、电子特性和优异的摩擦性能。已有研究在基础油中加入纳米MoS2,可以有效的降低摩擦磨损和能量损耗,但是纳米MoS2具有较大的表面能,制备过程容易发生团聚,且纳米MoS2具有多种形态
针对投资效益低、电力系统可靠性差、最佳参数确定过程困难的问题，提出了基于PLC的新型电力系统智能边缘终端优化配置方法。深入分析了新型电力系统智能边缘终端功能与作用，构造智能边缘终端优化配置目标函数，确定目标函数求解相关约束条件，应用PLC获取智能边缘终端及电力系统运行数据，采用遗传算法求解终端优化配置目标函数，输出最佳智能边缘终端优化配置方案，实现了智能边缘终端的优化配置。实验结果显示：应用提出方
＜正＞2022年2月11日，中华人民共和国教育部颁布《幼儿园保育教育质量评估指南》（以下简称《评估指南》）。作为幼儿身心健康发展的政策保障、幼儿园保教质量提升的基本规范和学前教育高质量发展的行动依据，这份学前教育界里程碑式的文件一经发布，便引发了广泛的关注和探讨。尤其是一线的幼儿园教育实践工作者，更是将其作为科学地实施保育教育的引领和加强自身专业素养的重要抓手，在各地掀起学习热潮。
NO2作为大气污染中的一种典型气体,是形成一些自然灾害如酸雨和雾霾天气的主要因素,对人类生命健康造成严重的危害。因此,开发一种能够检测NO2的气敏传感器是有重大意义的。金属氧化物半导体传感器（MOS）能够有效的检测NO2气体,相较于其他的气体传感器,其具有制作简单、对气体响应灵敏,选择性好等优势。SnO2具有电子迁移率高,化学和热稳定性好等优点,在金属氧化物半导体传感器领域得到了广泛的应用。然而,