化BCZT基陶厚薄膜的制备和性能 Nb5+-通过擦除过程
Yang Zou1, Bijun Fang1, Xiaolong Lu1
1School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Collaborative Innovation Center of Photovoltaic Science and Engineering, Jiangsu Province Cultivation Base for State Key Laboratory of Photovoltaic Science and Technology, National Experimental Demonstration Center for Materials Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 14, 2024
概括
这项研究开发了Nb-doped基于BCZT的无压电陶厚膜. 优化的1325°C烧结薄膜实现了低歇斯底里和大应变,非常适合执行器应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 压电驱动器面临着一个设计挑战:在低歇斯底里状态下实现高应变.
- 现有的材料在高电场下难以同时满足这些需求.
研究的目的:
- 为了开发Nb-doped基于BCZT的无压电陶厚膜.
- 研究烧结温度对材料性能和性能的影响.
- 为了解决压力和歇斯底里斯瓶在压电驱动器.
主要方法:
- 使用薄膜擦除和固态双晶方法制备Nb-doped 0.975 ((Ba0.85Ca0.15) [ ((Zr0.1Ti0.9) 0.999Nb0.001) O3-0.025 ((Bi0.5Na0.5) ZrO3 (BCZTNb0.001-0.025BiNZ) 陶厚膜.使用薄膜擦除和固态双晶方法制备.
- 对烧结温度对薄膜特性影响的系统研究.
- 分析晶体结构,微观结构,介电,铁电和应变行为.
主要成果:
- 所有的薄膜都表现出纯矿结构,多相共存,密集的微观结构和介电松.
- 氧气空缺被确定为在高温下占主导地位的导电机制.
- 增加烧结温度提高了颗粒大小,从而提高了介电,铁电和应变性能.
- 在1325°C烧结的薄膜显示出最低的hysteresis (1.34%) 和显著的单极应变 (0.104%) 在60kV/cm.
结论:
- 在1325°C烧结的BCZTNb0.001-0.025BiNZ陶厚膜显示出大应变和最小hysteresis的有希望的平衡.
- 这种材料显示出先进的执行器应用的潜力,克服了以前无压电陶的局限性.
