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钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的强场电学性能研究 钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的强场电学性能研究 摘要: 钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷具有优异的强场电学性能,对于能量存储和传感应用具有重要作用。本论文主要通过研究钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷在强场电学条件下的电学性能,包括压电、介电和热释电性能,并对其性能特点进行了讨论。研究表明,钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷在高电场下具有出色的压电响应,且具有优异的介电特性和热释电行为。这些性能使其在能量转换和储存器件、传感器和多功能器件等方面有广泛的应用前景。 关键词:钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷;强场电学性能;压电性能;介电性能;热释电性能 引言: 钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷作为一种新型功能材料,其在能量存储和传感应用领域具有广泛的应用潜力。其独特的强场电学性能属性有望提高器件的性能和效率。目前研究较多的焓铁电材料主要是以铋钛酸钡(BZT)基为主,而少有研究探索以钛酸钡(BT)基为主的无铅弛豫铁电材料。 实验方法: 本论文选取了具有特定组成和微观结构的钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷样品。首先通过传统固相法合成陶瓷粉末,然后采用压制成型和烧结工艺制备样品。接下来,利用电学测试仪器对样品进行各项电学性能测试,包括压电性能、介电性能和热释电性能。 结果与讨论: 在强场电学性能测试中,我们观察到钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的压电响应随着电场的增加而增加,且呈现出线性的关系。对其压电性能进行了进一步分析,得到了压电常数和压电系数等重要参数。同时,我们还研究了钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的介电特性,在不同频率和温度下对其介电常数和介电损耗进行了测试,并对测试结果进行了分析。研究发现,其介电特性表现出高频率下较低的介电常数和较小的介电损耗,这使得其在高频率应用中具有潜在的优势。此外,我们还研究了钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的热释电性能,在升温速率和电场强度不同条件下进行了测试,并对测试结果进行了分析。结果表明,钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷具有较高的热释电特性,具备潜在的热电转换应用价值。 结论: 综上所述,本论文通过对钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷的强场电学性能进行研究,发现其具有优异的压电、介电和热释电性能,对于能量存储和传感应用具有重要作用。这为进一步开发和应用钛酸钡基无铅弛豫铁电陶瓷提供了理论基础和实验参考。 参考文献: [1]WuJ,LiY,HuangY,etal.Effectsofcosubstitutiononthemicrostructure,ferroelectricandpiezoelectricpropertiesof(Bi,Nd)TiO3–BaTiO3–(Bi,La)FeO3ceramics[J].JAmCeramSoc,2015,98(4):1081-1088. [2]ZhangR,XingX,WangY,etal.Progressofperovskite-typeferroelectricmaterialsforenergy-storageapplications[J].JMaterChemA,2017,5(33):16857-16871. [3]JanakiKL,VarmaKBR.Comprehensivereviewonstructural,dielectricandthermaltransportpropertiesofperovskite-typeferroelectrics[J].MaterialsScienceandEngineering:R:Reports,2019,133:1-21.