基于KNN的无压电陶具有高Q和增强的33通过捐赠者-接受者配合策略

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态化学 固态化学
• 陶工程 陶工程 陶工程

背景情况:

• 基于酸盐酸盐 (KNN) 的无压电陶面临着同时提高压电常数 (d33) 和机械质量因子 (Qm) 的挑战.
• 优化KNN组合对于要求高压电性能和耐久性的应用至关重要.

研究的目的:

• 开发基于KNN的陶,具有优越的d33和Qm值.
• 为了研究捐赠者-接受者共对压电性质的影响.
• 为了确定一个最佳的组成,以提高综合性能.

主要方法:

• 固体溶液方法使用捐赠者-接受者共策略.
• 将Ho3+纳入作为捐赠剂以改进域大小.
• 引入 (Cu1 / 3Nb2 / 3) 4+作为接受器剂,以形成缺陷二极管.

主要成果:

• 组合KNN-5Ho-4CN在d33=120 pC/N,Qm=850和库里温度 (TC) =392°C时实现了最佳性能.
• 通过提炼域大小,Ho3+兴奋剂增强了d33.
• (Cu1 / 3Nb2 / 3) 4+兴奋剂通过缺陷双极形成改善了Qm.
• 该材料表现出良好的温度稳定性,TCF为-429 ppm/K.

结论:

• 捐赠者-接受者共是一种有效的策略,可以同时增强d33和Qm在基于KNN的陶中.
• 开发的KNN-5Ho-4CN组合提供了有前途的集成压电特性.
• 这项研究为开发高性能无压电材料提供了宝贵的见解.