BNKT/ZnO复相陶瓷的制备与电学性能任务书

 2021-08-20 22:52:51

1. 毕业设计(论文)主要内容:

压电陶瓷广泛应用于电子电路元件、振荡器、驱动器、俘能器、传感器、以及声表面波器件(SAWD)、微机电系统(MEMS)等诸多领域,是现代社会最重要的材料之一。自PbZrO3-PbTiO3(PZT)陶瓷于1950年代出现以来,铅基钙钛矿陶瓷以其优异的机电性能而被广泛研究和应用。但由于铅元素具有毒性,铅基陶瓷在生产、使用、废弃的过程中难免对人员和环境造成伤害,因而开发性能优良的无铅体系是压电陶瓷研究的热点方向之一。

与PZT体系相似,在Bi1/2Na1/2TiO3-Bi1/2K1/2TiO3(BNKT)二元体系中,压电性能在三方-四方准同型相界(MPB)处达到最佳,是一种有发展前途的无铅压电陶瓷。但MPB组成的BNKT陶瓷仍然具有退极化温度低等问题,限制了改体系实用化的进程。近期的文献报道了通过在压电陶瓷中引入半导体颗粒,利用半导体中的载流子补偿压电陶瓷的退极化场,可以明显提高压电陶瓷的退极化温度,甚至消除其退极化现象。

基于以上考虑,本研究拟在MPB组成的BNKT陶瓷引入ZnO半导体颗粒,制备BNKT/ZnO复相陶瓷,探讨ZnO复合对BNKT陶瓷退极化行为的影响。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

主要任务:

1. 查阅相关文献,综述BNKT无铅压电陶瓷的国内外研究现状;

2. 通过固相方法,制备BNKT/ZnO复相陶瓷,通过XRD、SEM、EDS等手段对陶瓷样品的结构进行表征,探讨制备工艺对复相陶瓷结构的影响;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1 ~ 2周:查阅相关文献资料,翻译英文文献,拟定实验方案,撰写开题报告,开题答辩;

第3 ~ 8周:制备BNKT/ZnO复相陶瓷,探讨制备工艺;

第9 ~ 13周:表征BNKT/ZnO复相陶瓷的退极化行为;

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4. 主要参考文献

1. J. Zhang, Z. Pan, F.F. Guo, et al. Semiconductor/relaxor 0-3 type composites without thermal depolarization in Bi.Na.TiO-based lead-free piezoceramics [J]. Nature Communications, 2015, 6. DOI: 10.1038/ ncomms7615

2. P. Zhao, J. Chen, L. Fan, et al. Enhanced piezoelectric properties and thermal stability in the (K0.5Na0.5)NbO3:ZnO lead-free piezoelectric composites [J]. Journal of the American Ceramic Society, 2015. DOI: 10.1111/jace.13831

3. J. Rdel, W. Jo, K.T.P. Seifert, et al. Perspective on the development of lead-free piezoceramics [J]. Journal of the American Ceramic Society, 2009, 92 (6): 1153-1177.

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