通过低温纹理工程增强KNN无压电多层执行器的增强应变特性
Jingkai Nie1,2, Ning Qiu3, Shicheng Zhang1,2
1China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China.
ACS omega
|September 8, 2025
概括
无压电陶为多层压电执行器 (MLA) 提供了一个环保的替代方案. 这项研究通过纹理和CuO添加来增强基于KNN的陶,实现高级执行器应用的高应变性能.
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:
- 对于传统的以为基础的压电材料的无替代品的需求日益增长.
- 在多层压电执行器 (MLA) 中需要高性能压电陶.
- 提高压电性能的挑战,同时保持高基里温度和环保性.
研究的目的:
- 开发和研究用于MLA应用的无KNN基陶.
- 通过先进的纹理技术和烧结辅助剂来增强压电特性.
- 为了评估制造的基于KNN的多层压电驱动器的性能.
主要方法:
- 使用了一个组成系统:0.96-(Na0.5K0.5)-(Nb0.965Sb0.035)-O3-0.01CaZrO3-0.03-(K0.5Bi0.5HfO3) (KNNS-KBH-CZ).
- 加入0.2%的CuO作为烧结辅助剂,以改善陶的性能.
- 采用TGG纹理技术与堆叠元件合烧相结合,用于制造MLA.
- 研究了开发的材料的压电特性和应变性能.
主要成果:
- 在KNNS-KBH-CZ/CuO陶中达到75%的高质感度.
- 证明了优良的应变性能:0.14%的应变和466 pm/V d33*.
- 在3kV/mm的低电场下观察到高性能.
结论:
- 开发的基于KNN的纹理陶对无多层压电驱动器具有很大的潜力.
- 纹理和CuO添加的组合有效地增强了压电特性.
- 这些发现支持基于KNN的压陶作为执行器技术中可持续的替代品的应用.
