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改性PMnS-PZN-PZT陶瓷变温强场电学性质开题报告

来源:毕业论文网2021-02-22 04:02

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

压电材料是一种可以实现电能和机械能之间的相互转换的功能材料,在现代社会的诸多领域都发挥着不可或缺的作用。压电材料主要有压电单晶,压电陶瓷,压电薄膜,压电高分子和压电复合材料等。其中,压电陶瓷由于其工艺简单,性能优良,易于工业化大量生产,因而成为应用最为广泛的一类压电材料。近年来,大功率型压电陶瓷应用日益广泛,如超声马达、压电变压器、水声换能器,以及各种超声清洗设备等。在这些大功率应用下的压电陶瓷,通常会在较高的驱动电压下工作于高速振动的状态。因此,大功率的应用领域要求压电陶瓷:(1)具有较高的压电系数和机电耦合系数,以实现大功率的转换和输出;(2)具有低的介电和机械损耗,以减少发热,避免因为温度上升而引起材料和器件的性能异常甚至失效。

压电陶瓷的性能与电畴的动力学行为密切相关,畴壁运动是压电陶瓷损耗的主要来源。一般降低损耗的方法是对材料进行受主掺杂,通过氧空位和缺陷偶极对畴壁的钉扎作用,来限制畴壁运动。畴壁运动和畴翻转都会受到温度与电场的强烈影响。因此,通过对变温强场电学性质的分析,可以深入认识电畴的动力学行为以及损耗的产生和控制机理,对新型压电材料的开发具有重要的指导作用。另一方面,通常所获得的陶瓷材料的性能都是在弱场(~ 1 V/mm)下测量得到的。而在高场下,压电陶瓷机电性能的非线性和滞后特征开始出现,此时的机电性能明显偏离弱场性能。

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