高性能KNN基无铅压电陶瓷新型相界构建和压电活性机理研究

基本信息
批准号:51272164
项目类别:面上项目
资助金额:99.00
负责人:肖定全
学科分类:
依托单位:四川大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈强,焦志峰,吴文娟,梁文峰,马健,黄涛,王卓,刘超,李方旭
关键词:
碱金属铌酸盐KNN压电活性相界无铅压电陶瓷
结项摘要

The research on lead-free piezoelectric ceramics is one of the frontiers and hotspots of advanced materials researches worldwide. Selecting KNN-based lead-free piezoelectric ceramics, the present project will focus the key fundamental scientific research work on the construction of the new phase-boundaries and the mechanism of the piezoelectricity of the ceramics. The research of the project will pay special attention to the folowing 4 key scientific issues, i. e., the intrinsic characteristic of the phase-boundaries, and the design and construction of the new phase-boundaries of KNN-based lead-free piezoelectric ceramics; the mechanism of the piezoelectricity of the KNN-based ceramics, especially the mechanism of the piezoelectricity of the ceramics in the vicinity of the phase-boundaries; the microstructure and the domain structure of the KNN-based ceramics in the vicinity of the phase-boundaries, and the correlation of the characteristic of the structures with the properties of the ceramics; and the composition design and the properties control of the KNN-based ceramics with high performance based on the researches of the construction of the new phase-boundaries and the mechanism of the piezoelectricity. The research of the project is much more important, which follows the frontiers and hotspots of the advanced materials research worldwide. From the researches of the project, the KNN-based lead-free piezoelectric ceramics with advanced properties and the techniques with Knowledge Right can be obtained; more than 10 papers with good quality can be published; several Ph.D and Master students can be trained through the researches. The results of the research will give much more help for the fundamental theory and practical applications in the development of lead-free piezoelectric ceramics and related devices, and also possess great significance in the development of inorganic non-metal discipline, especially the ferro- and piezoelectricity in our country.

无铅压电陶瓷是近年国际新材料研究的前沿和热点之一。本项目选择KNN基无铅压电陶瓷材料体系,紧紧围绕"新型相界构建"与"压电活性机理"两个核心内容开展研究。重点研究如下四个关键科学问题:KNN基无铅压电陶瓷相界本征特性及新型相界设计与构建;KNN基无铅压电陶瓷压电活性机理、特别是在相界附近的压电活性机理;KNN基无铅压电陶瓷在相界附近的微结构、畴结构以及这些结构与材料性能的关联;基于新型相界构建和压电活性机理研究的高性能KNN基无铅压电陶瓷组分设计与性能调控。本项目是重要、紧迫、符合"国家目标"和"国际发展趋势"的前沿和热点研究,对无铅压电陶瓷材料和器件应用有重要意义;可望获得高性能KNN基无铅压电陶瓷自主知识产权和发明专利;发表高水平SCI收录论文10篇以上;培养博士、硕士多人。研究结果将使我国无铅压电陶瓷研究继续处于国际前列,并对我国无机非金属的压电铁电学科及相关技术发展具有重要意义。

项目摘要

2016年8月最新发布的欧盟RoHS新规更清楚地表明,高性能无铅压电陶瓷的研发具有非常的必要性和现实的紧迫性。.本项目选择KNN基无铅压电陶瓷体系,紧紧围绕“新型相界构建”、“压电活性机理”、“高性能且可以实用于规模化生产”等所涉及的关键核心问题开展研究。.按资助计划书,在本项目的执行期间,重点围绕下面关键科学问题,包括:KNN基无铅压电陶瓷相界本征特性及新型相界设计与构建;KNN基无铅压电陶瓷在相界附近的压电活性机理;KNN基无铅压电陶瓷在相界附近的微结构、畴结构,以及这些结构特性与材料性能的关联;基于新型相界构建和压电活性机理研究的高性能KNN基无铅压电陶瓷组分设计与性能调控;可以实用于规模化生产的核心技术等,开展了深入细致的研究。.本项目在KNN基无铅压电陶瓷的新型相界构建、材料微细结构分析、压电性的机理、新型无铅压电陶瓷组分设计等多方面,获得了重要突破,包括:采用传统陶瓷制备工艺技术,获得了d33可达500 pC/N以上、kp可达0.40以上的KNN基无铅压电陶瓷材料组分;正式在包括JACS、ADV. MATER.,CHEM. REV.在内的、有影响的SCI收录期刊发表论文26篇;获得授权国家发明专利2份;培养博士5人,其中3位已获博士学位;培养硕士12人,其中7位已获硕士学位。.本项目在高性能KNN基无铅压电陶瓷材料的研究所获得的具有原始创新性的自主知识产权和性能优良的高性能无铅压电陶瓷材料及其制备技术,其重要科学意义和社会经济意义随着时间的推移必将进一步显现出来。.本项目超计划高质量地完成了项目任务。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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