铋基钙钛矿无铅压电陶瓷的性能调控和物理机制研究

随着人类可持续发展的需要，人们对无铅压电陶瓷给予了高度关注，进行了大量研究。但是到目前为止，其电性能仍然没有达到铅基陶瓷的性能，仍然无法替代铅基陶瓷。本申请项目在归纳和分析铅基陶瓷高性能起因的基础上，把铅离子在铅基陶瓷中发挥的"独特"作用作为出发点，提出在元素周期表中，铋是替代铅的首选元素，铋基钙钛矿无铅压电陶瓷是无铅压电陶瓷在性能上有希望获得突破的一个新方向。本申请项目一方面从实验上确定影响铋基无铅压电陶瓷铁电和压电性能的本征（材料组成，相结构）和非本征（晶粒大小、电畴尺寸和种类）因素；另一方面从理论上探讨铋离子在铋基无铅压电陶瓷中的发挥的本征作用，分析其是否具有铅离子的"独特"作用。综合实验和理论分析结果，提出铋基钙钛矿无铅压电陶瓷的性能调控准则。本项目不只是实验研究或是理论研究，而是将实验和理论结合起来，注重它们的关联性。这种研究思路和观点可能为无铅压电陶瓷的研究探索一个新方向。