钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷的电致应变研究
发布时间:2024-05-19 05:50
铁电陶瓷材料在电场作用下能够发生微小形变,该形变在驱动器、压电传感器、微位移器等领域具有重要应用。目前,市场中使用的铁电陶瓷材料主要是铅基材料,由于铅基材料在制备及使用过程中对环境和人类健康产生较大的危害,因此具有优异应变性能的无铅压电陶瓷成为了目前的研究重点。钛酸铋钠(NBT)基陶瓷由于存在铁电相与弛豫相的相变,利用该相变可以获得较大的应变,成为目前研究最多的无铅铁电材料之一。就目前研究而言,钛酸铋钠基陶瓷的应变性能还无法与铅基材料相媲美,因此大大限制了钛酸铋钠基陶瓷在实际中的应用。本课题以NBT-ST陶瓷为研究对象,在不同相区的NBT-ST陶瓷中分别进行MnO受主掺杂、Nb2O5施主掺杂以及MnO-Nb2O5共掺杂。利用受主、施主以及共掺杂对不同相区的电滞回线进行调控,从而获得应变性能优异的无铅驱动材料。在MnO受主掺杂的NBT-ST陶瓷中,Mn2+/Mn3+替代Ti4+,形成氧空位,在T相区的陶瓷晶格内成功的构造出了缺陷偶极子,利用缺陷偶极子提供的使畴翻转可逆的恢复力,得到了最大极化强度Pm较大而剩余极化强度Pr趋于0的P-E电滞回线曲线,其中当Mn掺杂量为1.0mol%时,在6...
【文章页数】:71 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
本文编号:3977685
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图1.3钙钛矿结构示意图[3]
钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的电致应变与储能性能研究2为铁电畴的极化反转的四个阶段。图1.2(b)所示为扫描电子显微镜下观察到的K0.5Na0.5NbO3(简称KNN)陶瓷的电畴结构。(a)铁电畴的极化反转四阶段:新畴成核、畴的纵向长大、畴的横向生长、畴的合并。(b)极化后KNN陶瓷扫....
图1-1铁电体的电滞回线(P-E曲线)[40]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-电场降为0时对应的极化大小作为剩余极化强度(Pr),很明显此时的剩余极化强度相比于饱和极化强度是降低幅度很大的。当继续对材料施加返向外电场时,会使在0电场下的剩余极化值降低到0值时,通常把使在剩余极化值降低到0值所需要反向电场大小称为矫顽场(E....
图3-1室温下0.65NBT-0.35ST-xMn的XRD(b)所有样品的39-41°的XRD精扫,(c)所有
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
图3-2室温下0.65NBT-0.35ST-xMn的SEM表面形貌图,(a)x=0%,(b)x=0.5%,(c)x=1.0%,(d)x=1.5%,(e)x=2.0%,(f)室温下平均粒径随着不同掺杂MnO的关系图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-20-图3-2室温下0.65NBT-0.35ST-xMn的SEM表面形貌图,(a)x=0%,(b)x=0.5%,(c)x=1.0%,(d)x=1.5%,(e)x=2.0%,(f)室温下平均粒径随着不同掺杂MnO的关系图3.2.2不同锰含量0.65N....
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