通过晶体定向和多层工程,KNN基陶在广泛的温度范围内具有高压电性能
Guangrui Lu1, Yunting Li1, Rui Zhao1
1School of Materials Science and Engineering, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|October 16, 2024
概括
研究人员使用纹理厚薄膜开发了多层复合陶,以提高基于酸 (KNN) 的无压电陶的温度稳定性. 这项创新提高了用于商业应用的压电性能和稳定性.
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:
- 基于酸盐和酸 (KNN) 的压陶作为无替代品具有前景,但其温度稳定性不佳.
- 提高温度稳定性对于KNN陶在商业应用中取代以为基础的对应物至关重要.
研究的目的:
- 为了提高基于KNN的压电陶的温度稳定性,同时保持高压电响应.
- 研究多层复合陶在先进无压电应用中的潜力.
主要方法:
- 制造多层复合陶,使用有质感的厚薄膜,具有明显的多态相变温度.
- 在广泛的温度范围 (25-180°C) 中对压电性能 (d33和应变) 的表征.
主要成果:
- 复合陶显示出卓越的压电性能 (d33~467±16 pC/N;S~0.17%在40 kV/cm).
- 实现了卓越的温度稳定性,d33和应变的变化分别仅为9.1%和2.9%,从25-180°C.
- 卓越的稳定性归因于相互抑制的压电波动,扩散相位过渡和稳定的相位结构.
结论:
- 开发的多层复合材料策略有效地提高了KNN基陶的温度稳定性,而不会影响压电性能.
- 这种方法解决了关键的局限性,为高性能无压电陶的商业化铺平了道路.
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