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能量收集用压电陶瓷材料研究进展

硅酸盐学报 2016年第3期44卷 359-366页

作者：郑木鹏侯育冬朱满康严辉北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

压电能量收集器件发展迅速,发电性能不断提高。然而,压电能量收集器受压电陶瓷材料本身低的机电转换性能限制,机电转换效率较低。制备具有高机电转换性能压电陶瓷材料具有重要的应用价值。评述了以获得高机电转换性能为目标所进行的压... 详细信息

压电能量收集器件发展迅速,发电性能不断提高。然而,压电能量收集器受压电陶瓷材料本身低的机电转换性能限制,机电转换效率较低。制备具有高机电转换性能压电陶瓷材料具有重要的应用价值。评述了以获得高机电转换性能为目标所进行的压电陶瓷材料性能调控方面的研究成果,介绍了非谐振状态和谐振状态下,能量收集器件对压电陶瓷材料的性能要求,比较了能量收集用铅基、无铅压电陶瓷材料的机电转换性能,讨论了具有高机电转换性能压电陶瓷材料设计方法,为进一步开展能量收集用压电陶瓷材料的研究提供思路。总结了该领域存在的问题及对未来的展望。

关键词：能量收集压电陶瓷机电转换性能

Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:ZnO无铅复相陶瓷的显微结构与铁电性能

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硅酸盐学报 2017年第5期45卷 717-721页

作者：李玲朱满康郑木鹏侯育冬北京工业大学材料与工程学院北京100124

采用二步固相法制备了0.8Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:0.2ZnO无铅复相铁电陶瓷,研究了不同烧结温度制备的复相陶瓷的烧结性能、显微结构和铁电性能。结果表明:Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3中引入20%(摩尔分数)ZnO后,复相陶瓷产生了第三相Zn_2TiO_4... 详细信息

采用二步固相法制备了0.8Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3:0.2ZnO无铅复相铁电陶瓷,研究了不同烧结温度制备的复相陶瓷的烧结性能、显微结构和铁电性能。结果表明:Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3中引入20%(摩尔分数)ZnO后,复相陶瓷产生了第三相Zn_2TiO_4,并且随着烧结温度的升高,Zn_2TiO_4含量逐渐增加。1 000℃烧结的陶瓷样品的剩余极化强度在测试温度为135℃时仍然保留了室温下的81%,且随着烧结温度的升高,不同样品的剩余极化强度没有减小的趋势,证明了ZnO所形成的内建电场提高了Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3铁电性的高温稳定性。

关键词：无铅压电陶瓷复相陶瓷铁电性氧化锌退极化

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4种石英玻璃的交流电学阻抗行为的比较

硅酸盐学报 2016年第4期44卷 607-612页

作者：吴兴轩朱满康贾渊洁侯育冬郑木鹏北京工业大学材料学院北京100124

分析了4种不同工艺制备的石英玻璃在紫外区和红外区的光谱特征,测量了不同温度下石英玻璃的交流电学阻抗响应。结果表明,4种石英玻璃的体电阻和弛豫时间与温度的关系均符合Arrhenius方程,表明其电导具有热激活特征。同时,不同温度时复... 详细信息

分析了4种不同工艺制备的石英玻璃在紫外区和红外区的光谱特征,测量了不同温度下石英玻璃的交流电学阻抗响应。结果表明,4种石英玻璃的体电阻和弛豫时间与温度的关系均符合Arrhenius方程,表明其电导具有热激活特征。同时,不同温度时复平面阻抗曲线及其介电模量频谱曲线,均反映这些石英玻璃各自呈现单一导电机制,但其激活能差别明显:电熔石英玻璃样品SG1和SG2的电导激活能分别为1.002和1.384 e V,合成石英玻璃样品SG3和SG4的电导激活能分别为1.458和0.520 e V。激活能的数值不仅与石英玻璃的导电类型相关,也与石英玻璃中金属杂质含量、氧缺陷浓度及羟基含量密切相关。

关键词：石英玻璃阻抗谱导电机制激活能

合成方法对0.2PZN-0.8PZT陶瓷交流阻抗性能的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第S1期42卷 208-211页

作者：郑木鹏侯育冬朱满康严辉北京工业大学北京100124

分别采用一步固相法和二步预产物法合成0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷,并对样品进行微结构和交流阻抗性能解析。结果表明两种方法均制备出纯钙钛矿相陶瓷。但是,二步预产物法合成的陶瓷晶粒尺寸显著增大且均一性提高。在相同阻抗测试温度区域,... 详细信息

分别采用一步固相法和二步预产物法合成0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷,并对样品进行微结构和交流阻抗性能解析。结果表明两种方法均制备出纯钙钛矿相陶瓷。但是,二步预产物法合成的陶瓷晶粒尺寸显著增大且均一性提高。在相同阻抗测试温度区域,二步预产物法合成的陶瓷弛豫时间范围明显变宽,表现出较强的弛豫性。根据阿累尼乌斯公式对弛豫时间进行拟合,可以看出二步预产物法得到陶瓷激活能大于一步固相法合成样品,具有较低的氧空位浓度。

关键词：合成方法微观结构交流阻抗介电弛豫激活能

高温电容器用BNT-NN纳米瓷料合成与介电性能研究

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稀有金属材料与工程 2018年第S1期47卷 37-40页

作者：岳云鸽侯育冬朝鲁门郑木鹏朱满康北京工业大学北京100124

高能球磨法是一类简单有效制备陶瓷纳米颗粒的粉体技术,在多层陶瓷电容器制造领域可以实现高活性介电瓷料可控合成,有利于降低流延膜厚,提升电容密度。以Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-Na Nb O_3(BNT-NN)二元体系为研究目标,在先期煅烧成相的... 详细信息

高能球磨法是一类简单有效制备陶瓷纳米颗粒的粉体技术,在多层陶瓷电容器制造领域可以实现高活性介电瓷料可控合成,有利于降低流延膜厚,提升电容密度。以Bi_(0.5)Na_(0.5)Ti O_3-Na Nb O_3(BNT-NN)二元体系为研究目标,在先期煅烧成相的基础上,采用高能球磨技术对BNT-NN煅烧粉体进行细化。研究表明,高能球磨法可以快速实现煅烧粉体尺度由微米级向纳米级转变,利用纳米瓷料致密化烧结获得的陶瓷晶粒尺寸相对于常规瓷料制备的陶瓷减小1/3,且电容温度稳定性在-60到300℃的宽广温区小于±15%,有望应用于高温多层陶瓷电容器。

关键词： Bi0.5Na0.5TiO3-NaNbO3 高温电容器高能球磨纳米尺寸介电性能

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烧结温度对CuAlO_2陶瓷电性能的影响

北京工业大学学报 2019年第2期45卷 186-190页

作者：朱满康马丙闯郑木鹏侯育冬北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

为了提高CuAlO_2陶瓷的电导率,满足其在热电器件使用中的要求,以Cu_2O、Al_2O_3为原料,铝硅酸盐玻璃为添加剂,采用两步固相烧结法制备了CuAlO_2(CAO)陶瓷,研究烧结温度对CAO陶瓷电导率的影响.实验发现:随着烧结温度的上升,CAO陶瓷的密... 详细信息

为了提高CuAlO_2陶瓷的电导率,满足其在热电器件使用中的要求,以Cu_2O、Al_2O_3为原料,铝硅酸盐玻璃为添加剂,采用两步固相烧结法制备了CuAlO_2(CAO)陶瓷,研究烧结温度对CAO陶瓷电导率的影响.实验发现:随着烧结温度的上升,CAO陶瓷的密度、晶粒尺寸和电导率逐渐增大.烧结温度为1 175℃时,CAO陶瓷的表观密度和相对密度达到最大值,分别为4. 408 g/cm3和95. 8%.当烧结温度达1 200℃时,CAO陶瓷晶粒生长发育完整,呈现多边形结构,且其电导率达到最大(2. 42 S/m),比1 050℃的样品高了近10倍.阻抗谱分析表明,烧结温度对CAO陶瓷电导率的改善主要来自于晶粒阻抗的贡献.

关键词：铝酸铜陶瓷烧结温度铝硅酸盐玻璃电性能

NaNbO3的溶胶-凝胶制备与放电等离子烧结

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稀有金属材料与工程 2018年第S2期47卷 70-74页

作者：张云溪侯育冬郑木鹏张晓春朱满康北京工业大学

将溶胶-凝胶粉体制备工艺与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均晶粒尺寸1～2μm的致密陶... 详细信息

将溶胶-凝胶粉体制备工艺与放电等离子烧结技术相结合,构建铌酸钠细晶陶瓷。结果显示,采用水基溶胶-凝胶法,可合成高活性,平均粒径仅40nm的纯钙钛矿相纳米粉体,以其为前驱体进一步进行放电等离子烧结可获得平均晶粒尺寸1～2μm的致密陶瓷。电学测试证明,铌酸钠陶瓷中缺陷偶极子可以诱导反铁电—铁电相变,室温下材料介电常数具有优良的频率稳定性,且介电损耗仅为0.018(1 kHz)。

关键词：铌酸钠陶瓷溶胶-凝胶工艺放电等离子烧结技术铁电相转变

多铁性复合陶瓷xZnFe_2O_4/(1-x)PZN-PZT的制备及性能

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同方期刊数据库

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稀有金属材料与工程 2013年第S1期42卷 168-170页

作者：邓浩亮张铭郑木鹏胡州谢群锋仲麒严辉北京工业大学北京100124 天津职业技术师范大学天津300222

采用传统的固相反应法,制备了xZnFe2O4/(1–x)PZN-PZT系列的多铁性复合陶瓷,并研究了不同组分对该复合材料的结构、介电、铁电以及磁性的影响。研究表明:尖晶石结构的ZnFe2O4有助于稳定该材料的四方相结构;复合材料的介电、铁电性质强... 详细信息

采用传统的固相反应法,制备了xZnFe2O4/(1–x)PZN-PZT系列的多铁性复合陶瓷,并研究了不同组分对该复合材料的结构、介电、铁电以及磁性的影响。研究表明:尖晶石结构的ZnFe2O4有助于稳定该材料的四方相结构;复合材料的介电、铁电性质强烈地依赖于材料的组分,当x=2.5(质量分数,%)时,介电常数、剩余极化强度以及矫顽场都达到最大值;此外,复合材料的磁性与纯的ZnFe2O4陶瓷有显著的不同。

关键词：多铁性复合陶瓷

溶胶凝胶合成LNKN纳米粉体及异常晶粒长大行为

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稀有金属材料与工程 2016年第S1期45卷 412-415页

作者：张立娜侯育冬郑木鹏管晓辉朱满康北京工业大学北京100124

以五氧化二铌为铌源,通过设计低成本的水基溶胶凝胶技术路线,成功合成出具有纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸约为30nm的LNKN纳米粉体。进一步,采用常规陶瓷烧结工艺,对纳米粉体进行致密化烧结。结果发现,相对于传统固相法合成的微米尺度粉体,L... 详细信息

以五氧化二铌为铌源,通过设计低成本的水基溶胶凝胶技术路线,成功合成出具有纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸约为30nm的LNKN纳米粉体。进一步,采用常规陶瓷烧结工艺,对纳米粉体进行致密化烧结。结果发现,相对于传统固相法合成的微米尺度粉体,LNKN纳米粉体烧结后的陶瓷显微结构中异常晶粒长大行为更为明显。分析原因主要是局部区域液相烧结机制起主导作用,部分纳米晶粒生长速率快,导致异常晶粒长大现象显著。本工作不仅对于水基溶胶凝胶法合成其它含铌功能陶瓷粉体有重要的指导意义,有关异常晶粒长大行为的分析对于研究易挥发性低熔点纳米粉体的致密化烧结行为也有借鉴价值。

关键词：溶胶-凝胶纳米粉体陶瓷异常晶粒长大