北京工业大学 材料与制造学部, 北京 100124
(K, Na)NbO3(KNN)基无铅压电陶瓷作为一种环境友好型材料, 兼具较高的居里温度和可调控的相界结构, 在压电器件领域展示出潜在的应用前景, 引起了广泛关注和大量研究。对其物相组成、制备工艺、性能调控等方面的研究进展进行了评述, 并重点介绍了其在压电器件领域的实际应用, 最后对KNN及其在器件应用方面未来的研究和发展方向进行了总结展望。
无铅压电陶瓷 材料设计 制备工艺 性能调控 器件应用 lead-free piezoelectric ceramics material design preparation process performance regulation device application
北京工业大学 材料与制造学部, 北京 100124
采用铌铁矿前驱体两步法制备了Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2(Hf1-xTix)0.8O3(PZNH1-xTx)钙钛矿压电陶瓷, 研究了铪钛比对陶瓷相结构、电学性能和能量收集特性的影响。结果表明, 当x=0.52时, 陶瓷样品位于准同型相界, 具有最优综合压电性能: 居里温度TC=287 ℃, 品质因数FOM≈14 753×10-15 m2/N, 压电电荷常数d33=492 pC/N。由该组成材料构建的悬臂梁型压电能量收集器输出功率密度高达4.16 μW/mm3, 所转化的电能可成功点亮138盏并联的LED灯。结果表明, PZNHT陶瓷在压电能量收集领域具有良好的应用潜力。
钙钛矿陶瓷 弛豫铁电体 准同型相界 压电性 压电能量收集 perovskite ceramics relaxor-ferroelectrics morphotropic phase boundary piezoelectrity piezoelectric energy harvesting
1 重庆理工大学 化学化工学院, 重庆 400054
2 北京工业大学 材料科学与工程学院, 北京 100124
3 重庆师范大学 化学学院, 重庆 401331
4 重庆理工大学 机械工程学院, 重庆 400054
用生物试剂氨基葡萄糖盐酸盐和葡萄糖在水溶液中合成了碳颗粒, 用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、显微Raman光谱仪和傅立叶红外光谱仪对样品的结构和组成进行了研究。结果表明, 碳颗粒是球形非晶结构, 直径为0.3~1.4 μm。利用He-Cd激光器的325 nm线, 在显微Raman 光谱仪中对碳颗粒的光致发光(PL)性能进行了研究。光谱显示出中心在420 nm的弱的蓝色PL带、中心在575 nm和650 nm的强而宽的绿光和红光PL带, 它们分别与官能团和带与带之间的跃迁有关。绿光和红光PL带的宽化与sp2碳颗粒的非均匀性有关。
水热合成 碳颗粒 光致发光 hydrothermal synthesis carbon particles photoluminescence
1 北京工业大学材料学院, 北京 100124
2 中山大学测试中心, 广州 510275
采用wolframite前驱物法制备了Pb(Sc1/2Nb1/2)O3陶瓷。通过调节陶瓷烧结工艺, 获得了三种具有不同B位离子有序度的PSN陶瓷。测量了三种陶瓷样品在室温至160°C范围内的Raman光谱随温度变化。结果表明, 随着温度的升高, 三种不同B位有序度的陶瓷样品中, Raman光谱中位于530 cm-1的F2g模的峰位和半峰宽分别在100°C, 85°C和80°C发生了突变, 表明陶瓷分别在100°C, 85°C和80°C三个温度点发生了铁电-顺电相变。上述结论得到了介电温度谱测量数据的支持。
Pb(Sc1/2Nb1/2)O3陶瓷 铁电相变 有序无序相变 Raman光谱 Pb(Sc1/2Nb1/2)O3 ceramics Ferroelectric Transition Order-Disorder Transition Raman Spectrum
1 河南工业大学材料科学与工程学院,河南,郑州,450007
2 信息工程大学测绘学院,河南,郑州,450052
3 北京工业大学材料科学与工程学院,北京,100022
Raman散射常用于研究温度变化时铁电体的各种相变,如铁电-顺电相变等,但是,利用Raman散射研究掺杂诱导的相变并不常见.本文采用Raman散射研究了铁掺杂Pb(Zn1/3Nb2/3)0.2 (Zr0.5Ti0.5)0.8O3 (PZN-PZT)铁电陶瓷中三方-四方共存现象.通过分析四方相E(3TO)和A1(3TO)模式与三方相Rl模式,确定了铁掺杂对PZN-PZT陶瓷中三方-四方共存结构的影响.这一结果,得到了XRD相分析的验证.因此,通过对Raman散射中三方-四方振动模式的分析,可以表征掺杂诱导的PZT基陶瓷中三方-四方相结构变化趋势.
Raman分析 铁掺杂 XRD分析 PZN-PZT
