挠曲电效应及其应用研究进展

挠曲电效应是一种应变梯度与电极化(正挠曲电效应)或电场强度梯度与应变(逆挠曲电效应)之间的力电耦合效应。与压电效应不同,挠曲电效应不受材料对称性、Curie温度所限制,且随着材料尺寸减小而不断增强,因而具有广阔的研究与应用前景。本文主要总结了挠曲电效应的发展历史、挠曲电系数测量、挠曲电效应增强机制以及当前研究进展,重点介绍了挠曲电效应在传感器、致动器、机械存储器、挠曲电压电复合材料、俘能器以及新型电子器件等领域应用的最新研究进展,最后对挠曲电效应的发展前景进行了展望。     

PbTiO3—Pb（Cd1／3Nd2／3）O3系高温高频压电陶瓷材料的研制

对（１－ｘ）ＰｂＴｉＯ２＋ｘＰｂ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系压电陶瓷进行了研究实验结果指出 ，当ｘ＝０．１４时掺入适量的改性加物ＮｉＯ２，ＭｎＯ２，ＷＯ３，经过适当的工艺过程，可得到压电性能优良的高温高频压电陶瓷材料，其中，材料的居里温度ＴＣ〉４００℃，机械品质因数Ｑｍ〉２０００，机电耦合系数Ｋｔ可达０．４５，介电常数ε小于２１０，是一种很有前途和高温同频压电陶瓷材料。     

AST液相掺杂对低电阻率、高抗电强度BaTiO3半导瓷显微结构及电性能影响

通过改变低电阻率BaTiO3半导体陶瓷中液相添加剂AST的含量，采用XRD和SEM显微分析方法研究了AST含量对低电阻率，高抗电强度BaTiO3半导体陶瓷显微结构的影响，研究结果指出，BaTiO3半导体陶瓷中AST的引入量对晶界厚度的控制存在两个临界点，晶界厚度对低电阻率，高抗电强度BaTiO3半导体陶瓷的显微结构和电性能产生重要影响。     

微波烧结制备钛酸锶钡红外探测器材料

以乙酸盐为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,采用sol-gel法制备了Mn掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)凝胶,分析了凝胶的热演化过程,分别用传统烧结和微波烧结技术制备BST纳米粉体。与传统烧结相比,900℃微波烧结0.5h即可合成纯钙钛矿相BST粉体,相同烧结温度下所需时间缩短3/4,有效控制晶粒长大,粉体粒径约60nm。采用该粉体制备的BST厚膜材料,εm>1000,tanδ<0.02,弥散指数降低,是制备大阵列非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的优选材料。     

成型工艺对PMN—PMS—PZT热释电陶瓷性能的影响

采用干压、冷等静压和凝胶注模等不同成型工艺制备铌锰酸铅-锑锰酸铅-锆钛酸铅(PMN-PMS-PZT)陶瓷,并进行对比研究.实验结果表明,冷等静压成型的陶瓷综合性能较好,其具有均匀紧凑的晶粒结构,可得到较高的成瓷密度;使材料的介电常数εr和介电损耗tan δ降低,在保持较高热释电系数P的同时降低低温铁电三方相-高温铁电三方相(FRL-FRH)的相变温度,并使热释电系数峰值得到稳定.其最佳性能为室温时,εr=216,tan δ=0.20%,p=12.0×10-4 C/m2·℃(持续温区为23～55℃),探测率优值FD=24.6×10-5Pa-1/2.     

退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏特性的影响

应用新型溶胶-凝胶法制备了ZnO陶瓷薄膜,研究了退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻电性能的影响.结果表明,采用溶胶掺杂在550℃退火条件下可形成Zn7Sb2O12及ZnCr2O4相,且在退火温度范围内(550～950℃)基本上没有焦绿石相形成.当退火温度达到750℃以后,Sb2O3已全部转变为稳定性好的尖晶石相,同时存在Bi2O3、ZnO的挥发.采用适当的退火温度,可得到具有优良电性能的ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻,其压敏电压低于5 V,非线性系数可达20,漏电流密度小于0.5μA/mm2.     

等静压辅助凝胶注模成型制备高致密Ba0．7Sr0．3TiO3陶瓷

采用凝胶注模成型制备了Ba0.7Sr0.3TiO3陶瓷坯体.为了提高陶瓷的致密度,对干燥后的坯体进行了冷等静压处理.研究结果表明:冷等静压压力为100MPa时,坯体的机械强度从29.6MPa提高到32.8MPa,陶瓷的相对密度从无压时的96.4%增加到98.2%.等静压辅助凝胶注模成型制备的陶瓷相对于传统等静压法制备的陶瓷,晶粒小而均匀,结构致密,是一种理想的制备功能陶瓷材料的新方法.     

宽温区热释电陶瓷的复合烧结法与性能研究

富锆型PZT陶瓷在室温附近发生低温铁电三方相到高温铁电三方相的相变(FRL-FRH)相变并产生很大的热释电系数,相变过程中介电常数和损耗变化很小,相变温区很窄,相变温度随锆钛比的不同而不同。该文选取锆钛比为95/5和93.5/6.5的Mn掺杂PZT材料进行复合烧结,以期展宽相变温区。实验结果表明,两种初始原料1 100℃预处理后按照质量比1∶1进行复合烧结,相变温区得到了有效的展宽,在19～43℃内热释电系数p大于6.3×10-8 C/(cm2.℃),探测率优值FD大于7.7×10-5 Pa-1/2。通过对热释电、介电和铁电性能的综合研究,发现复合烧结在优化PZT陶瓷热释电性能的同时优化了其介电和铁电性能。     

PTCR生产过程烧结方式的研究

以程控交换机过流保护用高性能PTCR陶瓷元件为研究对象,得到了应用箱式炉提高PTCR元件产品产量和合格率的烧结方式,通过改变坯片在烧结炉中的位置和摆片方式,得到一种有效的烧结模式,以保证PTCR材料的性能参数,提高产量和合格率。     

喷雾造粒因素对粉体颗粒形成的影响

通过研究BaTiO3浆料的造粒干燥过程,雾化条件、固含量、粘结剂的比例对PTC粉体是形成致密颗粒还是空心颗粒或絮状颗粒起决定性作用,实验证实,高固体物含量、适量的粘结剂和较高泵压是形成实心颗粒、松装密度大的粉体的重要条件,并从理论上给出了初步分析结果。