强非线性铁电陶瓷的电致伸缩效应

本文通过热力学自由能函数说明了电致伸缩效应唯象理论及其在各向异性强非线性铁电晶体中的应用。实验发现,菱方相纯PZT陶瓷组分的主要场诱应变效应是电致伸缩效应,可用x—P关系的二次方律来描述。但相界附近的四方相PZT陶瓷组分和PLZT组分,压电效应分量明显增大,其电致伸缩效应已呈现明显的四次方效应。可以预期,PZST系统的主要机电耦合效应是电致伸缩效应,其电场诱导应变是极化强度的高偶次方函数。     

电场冲击下电致伸缩圆柱体的瞬态位移和应力响应研究

基于Hankel和Laplace变换,对电冲击下的电致伸缩圆柱的瞬态应力和位移分布进行了研究,给出实心圆柱的瞬态位移和应力场的半解析解.数值算例结果表明,在外电场冲击条件下,圆柱内部的应力和位移将会明显增大,并呈周期性变化,该理论研究和数值分析结果可为电致伸缩材料器件的设计提供参考.     

BaTiO3铁电玻璃陶瓷结构和介电性能的研究

采用溶胶－凝胶工艺制备ＢａＴｉＯ３铁电玻璃陶瓷，选择材料组成成份分别Ｂａ－Ｔｉ－Ｓｉ－Ｏ和ＢａＴｉ－Ａｌ－Ｓｉ－Ｏ。利用ＸＲＤ分析了上述两体系的均匀凝胶在热处理后的结晶结构。借助ＳＥＭ观察了微晶形貌。最后测试了这种玻璃陶瓷在不同的温度和频率下人的介电常数和损耗，结果表明此类材料具有良好的介电性能。     

烧结温度对PSBN铁电陶瓷介电性能的影响

用普通的电子陶瓷工艺制备了ＰｂＯ－ＳｒＯ－ＢａＯ－Ｎｂ２Ｏ５（ＰＳＢＮ）系统民陶瓷，研究了ＰＳＢＮ系统铁电陶瓷的介电性能与烧结温度的关系，ＸＲＤ分析表明：ＰＳＢＮ系统铁电陶瓷的主晶相是Ｐｂ０．７Ｂａ０．３Ｎｂ２Ｏ６（ＰＢＮ）、Ｓｒ０．５Ｂａ０．５Ｎｂ２Ｏ６（ＳＢＮ）和Ｂａ０．２７Ｓｒ０．７５Ｎｂ２Ｏ５．７８（ＢＳＮ），将这一复杂的化学系统看作三元系固熔体，其中ＰＢＮ、ＳＢＮ和ＢＳＮ各相比例随烧结温     

冲击加载对爆电换能器电输出特性的影响

为阐明自供能装置中以压电陶瓷为核心装置的动态响应特征,通过模拟自供能技术中爆电换能器冲击压电陶瓷的真实工况,揭示了冲击应力对压电陶瓷电输出特性的影响.利用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)作为冲击装置,通过改变子弹的冲击速度进行冲击PZT-5压电陶瓷实验.同时利用有限元分...     

高强铝合金Mg偏析对晶界结合力和断裂应力的影响

提出了一个计算高强铝合金空位形成能的半径验公式Ｅｔ＝１／１６ＥＭ并用此分式和准化学方法分别计算了７０７５高强铝合金在不同时效状态下晶界的结合力的断裂应力不降百分数，结果表明：晶界结合力和晶界断裂应力随着晶界上Ｍｇ偏析深度的增加而减小。这与应力腐蚀裂纹扩展速率的实验结果相一致。     

(1-x)PST-xPZT弛豫铁电陶瓷的介电与压电性能研究

以普通氧化物烧结方法(一步法)和先驱体法(两步法),在1200℃～1350℃的温度下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPb(Zr0.52Ti0.48)O3(以下简称PSTZT)弛豫铁电陶瓷.实验发现在所有掺杂成分中,各种烧结温度都得到了钙钛矿含量很高(几乎100%)的PSTZT陶瓷样品.SEM分析表明,PSTZT陶瓷晶体颗粒饱满、晶界明显,形状比较有规则;从介电性能和压电性能分析可以看出,两种工艺制备的PSTZT陶瓷样品的电学性能没有明显的区别.     

应力-电场耦合时效对2524铝合金微观组织的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、正电子淹没谱等分析手段,研究应力、应力-电场耦合时效后2524铝合金的微观组织。研究结果表明:在190℃时效10 h时,外加130 MPa应力抑制2524铝合金中S′相的均匀形核和长大。应力(130 MPa)+电场(16 V/cm)耦合时效后,合金中出现了高密度的位错环和蜷线位错,S′相在位错和含Mn相周围细小弥散析出,晶界处PFZ缩小并出现大量细小S′相。     

锆钛酸铅钡弛豫铁电陶瓷偏压压电效应的研究

研究了锆钛酸铅钡铁电陶瓷的横向场诱应变x     

钇铌复合掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电和铁电性能研究

采用固相法制备4种不同Nb2O5与Y2O3比例的钛酸锶钡(Ba0.9Sr0.1TiO3)铁电陶瓷,掺杂总量在0.3％摩尔分数以内.XRD结果显示,Nb5+和Y3+的掺杂均在Ti位形成了替位式共溶.在-50～150℃温度范围内测试的介电结果表明,介电常数的峰值均保持在80℃.当Y2O3大于Nb2O5的含量时,Nb能够增大Y的作用,使BST陶瓷样品具有更大的介电常数、频率色散和铁电相的温度稳定性;当Y2O3小于Nb2O5的含量时,损耗峰向高温移动,介电损耗不断减小,特别是对高频损耗有明显的抑制作用.电滞回线测试表明,Nb2O5大于Y2O3含量的共掺,使BST陶瓷具有更强的铁电性.     

(1-x)Pb(Sc_(0.5)Ta_(0.5))O_3-xPbTiO_3弛豫铁电陶瓷介电和压电性能的研究

采用氧化物混合烧结法,在烧结温度为1250℃的条件下,制备了(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷,并对其压电性能和介电性能进行了研究.发现在x=0.45时,(1-x)Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-xPbTi O3弛豫铁电陶瓷体系具有较好的压电性能和介电性能,实验结果表明该体系的准同型相界应该在x=0.45附近.     

Nd掺杂对Bi_5FeTi_3O_(15)陶瓷结构和铁电性能的影响

用溶胶-凝胶工艺分别制备了Bi5FeTi3O15和NdBi4FeTi3O15铁电陶瓷。X射线衍射结果显示,Nd3+掺杂后Bi5FeTi3O15陶瓷衍射峰均向高角度方向有微小移动,晶格常数变小,晶体结构由正交结构转变为四方结构。铁电测试表明,Nd3+掺杂后NdBi4FeTi3O15陶瓷的剩余极化值比纯Bi5FeTi3O15陶瓷的大;分析发现,用Nd3+替代部分Bi3+后,降低了NdBi4FeTi3O15陶瓷的漏电流,提高了其剩余极化强度。     

弥散铁电陶瓷的峰值介电常数对频率的依赖关系研究

采用传统固相合成法制备了锆掺杂的钛酸钡陶瓷Ba(Zr0.15Ti0.85)O3(BZT),并对其介电性能进行了研究.发现1 280℃烧结的BZT陶瓷的介电性能呈现明显的弥散性相变和弛豫特点.用Smolenski成分起伏理论结合德拜弛豫理论计算了BZT的介电常数峰值εrm与频率的关系,与实验结果吻合较好.     

组织和成分因素对低碳结构钢解理断裂应力及断裂韧性的影响

本文揭示了板条组织的解理断裂应力在整个试验温度范围内是不依赖于温度而变化的。表明组织类型对解理断裂有重要影响:马氏体组织具有极高的解理断裂应力以及在同样试验温度下低的断裂韧性,铁素体截然相反,贝氏体位于其间。此外碳含量有其附加影响。切口试样测得的解理断裂应力明显高于光滑试样。     

Fe掺杂对BiTaO_4陶瓷样品介电和铁电特性的影响

为探究Fe掺杂对BiTaO4陶瓷样品介电特性和铁电特性的影响,采用传统固相烧结法制备了Bi Ta1-xFexO4-x(x=0,0.01,0.03)陶瓷样品,利用X线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和表面形貌进行分析,利用精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的介电性能和铁电性能进行检测.结果表明:Fe掺杂没有明显改变样品的晶体结构;随着Fe掺杂量的增加,样品的介电常数表现出较好的稳定性,介电损耗略有减小,且基本保持在tanδ=0.05以下,其漏电流先增大后减小,且掺杂样品均可得到比较完整的电滞回线.     

打磨引起的残余应力对BaTiO3陶瓷挠曲电响应的影响(英文)

铁电陶瓷中测量得到的大的挠曲电响应可以用来源于应力弛豫的自发极化表面层机理来解释。然而,产生极化表面层的应力来源尚未完全清楚。本工作系统地研究了表面应力对不同粒度砂纸打磨的BaTiO₃陶瓷的微观结构、介电性能和挠曲电响应的影响。与原始样品相比,打磨后的BaTiO₃陶瓷的挠曲电系数由～600μC/m降至200μC/m以下。但经过200℃热处理并且缓慢冷却后,所有样品的挠曲电系数都恢复到～500μC/m。结果表明,打磨在铁电陶瓷的表面层上引入了应力,在一定程度上影响了其挠曲电响应,但打磨引入的应力不是极化表面层形成的主要原因。     

掺La对PMN基陶瓷电致应变及其温度稳定性的影响

采用NaCl-KCl熔盐法制备了掺镧的PMN基陶瓷并研究镧掺杂对PMN基陶瓷的相结构、介电性能、电致伸缩性能及其温度稳定性的影响．实验结果表明，随着镧含量的增加，陶瓷的钙钛矿相含量、介电常数、纵向电致应变逐渐减小，但陶瓷的介电性能和电致应变的温度稳定性却得到了改善．分析了掺镧改善其温度稳定性的原因，是由于掺镧增加了A位、B位成分不均匀性所致。     

烧结温度对Bi6 Fe2 Ti3 O18多铁陶瓷的 结构和铁电性能的影响

以Bi_2O_3、Fe_2O_3、TiO_2为原料,采用传统固相反应法,分别在930℃、950℃、1 000℃、1 050℃下烧结制备Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)陶瓷.X线衍射结果表明,在930℃、950℃和1 000℃烧结的陶瓷均为单一的层状钙钛矿Bi_6Fe_2Ti_3O_(18)相,而在较高温度1 050℃下烧结的陶瓷出现了杂相.扫描电镜观察显示,950℃烧结得到的陶瓷晶粒尺寸均一,气孔率较低.电滞回线测试显示,950℃烧结的陶瓷耐压性最好,剩余极化随外加电场的增加逐渐增大,当测试电压为240 kV/cm时,剩余极化强度(2P_r)最大值为21μC/cm~2.压电力显微镜测量显示该陶瓷具有良好的铁电极化翻转特性.     

薄膜厚度对V_2O_5薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备V2O5薄膜,研究了薄膜厚度对V2O5薄膜电阻率、透射率和电致变色性的影响.研究结果表明:随着薄膜厚度的增大,V2O5薄膜的表面电阻率总体上呈降低趋势,而当厚度大于20 μm时,薄膜的电阻率趋于常数.V2O5薄膜透光性能随厚度的增加而降低.随薄膜厚度增加,V2O5薄膜的变色效率提高.     

Bi_5Fe_(0.7)Ni_(0.3)Ti_3O_(15)多铁陶瓷的电磁性能

采用传统的固相烧结工艺制备出Bi5Fe0.7Ni0.3Ti3O15(BFNT)多铁陶瓷样品,研究镍离子基团的植入对材料的微观结构、磁性能和电性能的影响.X射线衍射谱显示BFNT样品的4层Aurivillius相已形成.室温下,BFNT样品具有铁磁性,其剩余磁化(2Mr)和矫顽场(2Hc)分别为0.086 A.m2.kg-1和18.5 kA.m-1.样品磁性的增强可能来源于局域的Fe—O—Ni的耦合.介电温度谱的测试结果表明:与Bi5FeTi3O15(BFTO)比较,BFNT的铁电相变温度降低,低温段的介电峰具有明显的弛豫特征,该弛豫可能与磁有关.室温下,当外加电场为24.5 MV.m-1时,样品的剩余极化(2Pr)和矫顽场(2Ec)分别为0.069 C.m-2和14.3 MV.m-1.