《Bi(Me)O3-PbTiO3-ABO3系MPB壓電陶瓷及驅動器的高溫性能》是依託上海大學，由陳建國擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Bi(Me)O3-PbTiO3-ABO3系MPB壓電陶瓷及驅動器的高溫性能
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳建國
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
汽車、航空、航天、能源以及石油化工領域迫切需要能在高溫苛刻環境下（150 ℃以上）實時、高速、動態控制氣體、液體流量的高溫、高性能特種壓電驅動器。與商用鋯鈦酸鉛基壓電材料相比，Bi(Me)O3 系準同型相界(MPB)固溶體具有壓電性能相當、居里溫度高、鉛含量少、機械性能好等優點，是一種環境友好和可在高溫環境下穩定、高效工作的驅動器用關鍵材料。本項目旨在探索新型Bi(Me)O3 系MPB壓電固溶體陶瓷的製備科學；系統表征器件設計用材料參數，如介電、壓電、彈性和機電耦合係數等與溫度(25-600 ℃)之間關係；揭示高溫、強電場下壓電材料的諧振特性和損耗機制，以及介電、壓電和機電非線性特徵；設計能夠在寬溫度範圍內穩定、高效工作的高溫壓電驅動器原型器件；探討壓電驅動器的驅動輸出特性與環境溫度、預加荷載及驅動電源特性之間關係。
結題摘要
汽車、航空、航天、能源以及石油化工領域迫切需要能在高溫苛刻環境下（150 ℃以上）實時、高速、動態控制氣體、液體流量的高溫、高性能特種壓電驅動器。與商用鋯鈦酸鉛基壓電材料相比，Bi(Me)O3 系準同型相界(MPB)固溶體具有壓電性能相當、居里溫度高、鉛含量少、機械性能好等優點，是一種環境友好和可在高溫環境下穩定、高效工作的驅動器用關鍵材料。本論文針對兩個固溶體（分別是BiFeO3-PbTiO3（BF-PT）和BiScO3-PbTiO3(BS-PT)）開展研究。首先設計在兩個固溶體中分別引入Pb(Mn,Nb)O3, Pb(Zn,Nb)O3和BaZrO3等ABO3型第三組元；之後採用固相反應法製備該系列壓電陶瓷；深入分析結構與高居里點、高壓電活性之間關係；最後採用優異壓電材料設計、裝配壓電驅動器，並對其壓電高溫驅動特性進行研究。結果表明，（1）第三元的引入有利於提高材料壓電活性，適量的引入BZ能夠使BF-PT固溶體同時具有高的相變溫度（600 oC）和大的壓電係數（100 pC/N）；（2）準同型相界附近偏四方的組元具有更加優異的溫度穩定性，Fe和Pb(Mn,Nb)O3共同改性的硬性壓電陶瓷與傳統的壓電材料PZT性能相當，居里溫度高100oC；（3）設計裝配的壓電驅動器能夠在300oC的高溫下穩定工作，並輸出較大的位移。
