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无铅压电材料的高通量制备与模型模拟

金属世界 2018年第1期 14-19页

作者：李奕豪钟轶峰赵子龙李帛书汪家华重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400030

基于现有无铅压电材料的压电性都很低的现状,文章设计并建立了无铅钙钛矿模型,将高通量组合材料的理论和实验融合并协同,通过理论模型对可能的组合进行预计算仿真。在压电材料的纤维内引入金属芯,形成含金属芯压电纤维增强聚合物基复合... 详细信息

基于现有无铅压电材料的压电性都很低的现状,文章设计并建立了无铅钙钛矿模型,将高通量组合材料的理论和实验融合并协同,通过理论模型对可能的组合进行预计算仿真。在压电材料的纤维内引入金属芯,形成含金属芯压电纤维增强聚合物基复合材料是现阶段制备优异材料的可行方法。在已有相关成果基础上,进一步开展基于变分渐近理论的含金属芯压电纤维聚合物基复合材料(MPF-PMCs)性能表征和多尺度模拟,提出在原材料连续介质力学和均匀化理论的基础上,利用非均质性等固有小参数构建一种无需特定假设的MPF-PMCs多尺度模型,以准确预测其时变、非线性压电-黏弹-塑性性能,揭示微观尺度信息对损伤失效性能的影响机理,为今后高通量制备无铅压电材料提供了新的思路。

关键词：无铅压电材料模型模拟纤维增强聚合物基复合材料高通量制备多尺度模型连续介质力学性能表征

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高电致应变无铅压电材料的制备研究

高电致应变无铅压电材料的制备研究

作者：李岩上海师范大学

学位级别：硕士

半个多世纪以来,锆钛酸铅(PZT)基压电材料凭借其优异的压电与机电耦合性能,在驱动器、换能器、传感器等领域一直占据着主导地位。但由于PZT高的铅含量,对人体与环境构成巨大危害,发展新型的无铅压电材料来替代或部分替换传统铅基压电材... 详细信息

半个多世纪以来,锆钛酸铅(PZT)基压电材料凭借其优异的压电与机电耦合性能,在驱动器、换能器、传感器等领域一直占据着主导地位。但由于PZT高的铅含量,对人体与环境构成巨大危害,发展新型的无铅压电材料来替代或部分替换传统铅基压电材料成为近些年来国内外研究热点之一。研究结果表明,(1-x)Bi0.5Na0.5Ti O3-x Ba Ti O3(BNT-BT,BNT-x BT)基压电材料在准同型相界(MPB)附近具有良好的压电性能,围绕MPB组分的BNT-BT进一步发展具有高场致应变无铅压电体系,引起了广泛的研究兴趣。第一原理计算表明,Bi(Zn0.5Ti0.5)O3(BZT)和Zn Sn O3(ZS)作为新型的无铅材料体系,理论上具有优良的铁电性能,由于纯BZT和ZS用常规方法难于合成,探索其它途径从实验上获得这些新的无铅材料体系具有重要意义。本论文中将这些第一原理计算的体系与现有的高性能无铅体系进行复合,通过制备固溶体的方法来得到具有纯的相结构的新材料体系,如将BZT与二元Bi0.5Na0.5Ti O3-Ba Ti O3(BNT-BT)进行复合,制备了BNT-BT-BZT(BNT-BTx BZT)固溶体系;将ZS与Ba Ti O3复合,制备了BT-ZS二元固溶体体系。研究结果表明,BNT-BT-BZT固溶体系均形成纯的钙钛矿结构,BZT的引入诱导了室温附近的相结构由铁电四方相向赝立方转变,同时伴随着大的场致应变,BZT浓度为5%mol时,体系在室温相对较低的电场强度下(4 k V/mm),获得的场致应变为0.23%,相应的等效压电系数(Smax/Emax)达到526 pm/V,显著地高于当前主要的BNT基无铅材料,场致应变在25-120 oC范围内表现出良好的稳定性。另外,该体系表现出极好的抗疲劳性,表明该三元固溶体系非常适合环境友好型驱动器的应用。BT-ZS固溶体系在x=0-0.10组分范围内均可形成纯的钙钛矿结构,ZS的引入诱导了室温附近的相结构由铁电四方相向立方相转变,伴随着大的电致伸缩响应。ZS浓度为10%mol时,体系在室温电场强度为4 k V/mm条件下,电致伸缩系数Q达到0.0452 m4C-2,优于传统的电致伸缩材料体系Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,并且在25-120 oC表现出良好的稳定性,非常适合固态驱动器与执行器的应用。

关键词：无铅压电材料场致应变疲劳性能电致伸缩

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无铅压电材料锆钛酸钡钙诞生

无机盐工业 2010年第1期42卷 36-36页

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西安交大研制出无铅压电材料

大众科技 2010年第2期12卷 4-5页

用电脑、玩手机，有望不再担心铅污染。西安交大近期研发出一种无铅的锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。

关键词：无铅压电材料西安锆钛酸铅铅污染钛酸钡手机

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我校在无铅压电材料研究领域中取得重大突破

西安交通大学学报 2010年第1期 95-95页

作者：新宣

西安交通大学首次研制出性能优越的无铅压电材料

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光机电信息 2009年第12期26卷 40-40页

西安交通大学的一个科学研究小组11月27日对外宣布了一项最新研究成果：制造出一种对环境无害的无铅压电材料——锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料——锆钛酸铅（PZT）陶瓷。

关键词：无铅压电材料西安交通大学压电性能锆钛酸铅研究成果科学研究钛酸钡环境

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日本开发高性能无铅压电材料

现代材料动态 2010年第7期 8-8页

作者：杨晓婵（摘译）

日本物质材料研究机构传感器材料中心的任晓兵等人，开发出高性能无铅压电材料——锆钛酸钡钙（BZT—BCT），这在世界尚属首次。新开发的BZT—BCT的压电性能超过传统压电材料PZT（锆钛酸铅）。

关键词：日本物质材料研究机构无铅压电材料压电性能开发传感器材料锆钛酸钡锆钛酸铅 PZT

中国科学家首次研制出性能优越的无铅压电材料

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新材料产业 2010年第1期 83-83页

2009年11月27日西安交通大学的一个科学研究小组对外宣布了一项最新研究成果：制造出。一种对环境无害的无铅压电材料一锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料－锆钛酸铅（PZT）陶... 详细信息

2009年11月27日西安交通大学的一个科学研究小组对外宣布了一项最新研究成果：制造出。一种对环境无害的无铅压电材料一锆钛酸钡钙，其压电性能超越了全世界使用了长达半个世纪、但对人体和环境有害的核心压电材料－锆钛酸铅（PZT）陶瓷。这是50多年来无铅压电材料的性能首次超越压电材料的经典体系。这项成果的论文已经通过国际物理学界权威杂志一美国《物理学评论快报》的专家评议，

关键词：无铅压电材料压电性能中国科学家西安交通大学锆钛酸铅研究成果科学研究物理学

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西安交大研制出无铅压电材料

新材料产业 2010年第2期 83-83页

据报道，西安交大日前研发出一种无铅的锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。这种无铅压电材料叫锆钛酸钡钙，是交大多学科材料研究中心主任、金属材料强度国家重点实验室首席科学家任晓兵率领的科研团... 详细信息

据报道，西安交大日前研发出一种无铅的锆钛酸钡钙材料，可以取代世界上广泛使用了50多年的锆钛酸铅压电材料。这种无铅压电材料叫锆钛酸钡钙，是交大多学科材料研究中心主任、金属材料强度国家重点实验室首席科学家任晓兵率领的科研团队研究出的成果。经测试，这种无铅材料的压电性能超过了锆钛酸铅，而且避免了铅污染。

关键词：无铅压电材料西安国家重点实验室锆钛酸铅科研团队材料强度压电性能无铅材料