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Updated: Jan 17, 2026
08:43
Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components
Published on: January 11, 2019
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纹理无陶具有高热稳定性和电气质量因素
Aman Nanda1, Sumanta Kumar Karan1, Shankar Kunwar1
1Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, PA, 16801, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 24, 2025
概括
这项研究开发了一种具有增强压电特性的纹理 (K,Na) NbO3陶. 该材料表现出优异的热稳定性和耐疲劳性,使其适用于能源采集应用.
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:
- 在不同的温度和电场中,在 (K,Na) NbO3陶中保持高压电功率 (FOM) 是一个重大挑战.
- 压电材料对于传感器,执行器和能量收集设备至关重要,在各种条件下需要强大的性能.
研究的目的:
- 开发一种基于 (K,Na) NbO3 的纹理陶,具有更好的压电特性,热稳定性和耐疲劳性.
- 调查纹理和MnO2染对材料电机性能和能量收集能力的影响.
主要方法:
- 使用NaNbO3模板制造一个纹理的K0.48Bi0.02Na0.5Nb0.92Sb0.04Zr0.04O3陶.
- 优化微结构定向和MnO2化 (0.1mol%) 以提高电气质量因子 (Qe).
- 压电系数 (d33,k31) 的表征,应变反应,P-E和S-E环,以及在各种条件下的能量收集性能.
主要成果:
- 在室温下达到高质感度~98%的压电系数d33 = 570pC/N和k31 = 0.4.
- 通过MnO2化,电质系数 (Qe) 从22提高到33.
- 证明了高达10^6周期的优良耐疲劳性和50μW的最大输出功率用于能量采集.
结论:
- 缺陷工程 (Mn兴奋剂) 和微结构工程 (纹理) 的结合显著提高了 (K,Na) NbO3陶的电机性能.
- 开发的材料表现出高压电性能,热稳定性和耐疲劳性的有希望的平衡,适合实际的能源采集应用.
