使用复合方法对基于KNN的陶的机电性能产生硬化效应
Hongjiang Li1, Hao Chen1, Xu Li1
1College of Materials Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 21, 2023
概括
这项研究开发了一种用于基于KNN的陶的新复合材料,提高了它们的机械质量因子 (Qm),用于高功率应用. 复合物显示了改进的特性,没有传统的受体兴奋剂的限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程 陶工程
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 基于KNN的陶的高机械质量因子 (Qm) 对于高功率应用至关重要.
- 接受器兴奋剂是一种用于增强Qm的常见方法,由于电场下的氧空位移动性存在局限性.
- 现有的方法很难在高电场下平衡机械性能和性能.
研究的目的:
- 开发一种新的复合材料,用于基于KNN的陶,具有改进的机械质量因子 (Qm).
- 为了克服接受器兴奋剂在高功率应用中实现高Qm的局限性.
- 通过机械紧和域壁相互作用来研究基于KNN的复合材料的硬化机制.
主要方法:
- 使用0.957(K0.48Na0.52)Nb0.94Ta0.06O3-0.04(Bi0.5Na0.5)ZrO3-0.003BiFeO3 (KNNT-BNZ-BFO) 矩阵与K4CuNb8O23 (KCN) 阶段的复合材料的制造.
- 使用两步球磨法进行复合材料的开发.
- 描述了合成复合材料的机械,介电和压电性能.
主要成果:
- 在KNNT-BNZ-BFO/KCN复合物中,机械质量因子 (Qm) 显著增加至160.
- 同时实现了310°C的高基里温度 (TC) 和330 pC/N的压电系数 (d33).
- 观察到残余极化和介电常数的降低,以及电阻的增加,表明稳定性的提高.
结论:
- 使用KCN相的复合方法有效地提高了KNN基陶的机械质量因子 (Qm).
- 在KNNT-BNZ-BFO/KCN接口处的机械紧和域壁挂是观察到的硬化效应的关键机制.
- 这种复合材料策略提供了一个适用于高功率应用的其他基于KNN的陶系统的一般硬化概念.
