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上硅所高溫壓電陶瓷材料研究取得重大進展
2022年04月22日 發布 分類:技術前沿 點擊量:237
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近日,中科院上硅所壓電陶瓷材料與器件研究團隊對高溫壓電陶瓷材料的研究取得進展,揭示了BIT基陶瓷優異壓電性的起源,這為開發高性能高溫壓電陶瓷的全新策略提供了前景,并且提出了一種通過B位離子對工程實現高性能高溫壓電陶瓷的全新技術。相關成果分別發表于“advanced electronic materials”和“ACS Applied Materials & Interfaces”期刊,論文鏈接:

https://doi.org/10.1002/aelm.202101266

https://doi.org/10.1021/acsami.1c19445


a)Bi4Ti2.93(Zn1/3Nb2/3)0.07O12陶瓷鐵電疇結構的TEM圖像,(b)和(c)分別是區域1和2的鐵電疇結構的TEM圖像,(d)、(e)、(f)和(g)分別為A、B、C和D區的衍射斑點

高溫壓電陶瓷對于從航空航天工業到核能領域的眾多技術應用來說是非常理想的。然而,由于壓電陶瓷的大壓電系數和高居里溫度之間存在矛盾,同時實現優異的壓電性和高居里溫度(Tc)是一項巨大的挑戰。在暴露于高溫條件下的機電傳感器、致動器和換能器中廣泛需要高溫壓電材料。鉍層狀結構的鈦酸鉍(Bi4Ti3O12BIT)鐵電體具有高達675 ℃的居里溫度,但電性能較差,尤其是壓電性,制約了BIT壓電陶瓷在高溫領域中的實際應用。


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