导读:本文包含了压电晶粒尺寸效应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压电性能,锆钛酸钡钙,晶粒尺寸效应,优化研究
压电晶粒尺寸效应论文文献综述
张钱伟[1]（2019）在《基于氧补偿工程和晶粒尺寸效应的锆钛酸钡钙陶瓷的压电性优化研究》一文中研究指出无铅锆钛酸钡钙陶瓷(Ba_(1-x)Ca_xZr_yTi_(1-y)O_3,BCZT)因其具有可媲美锆钛酸铅的优异压电性而受到广泛关注。为进一步提升其压电性,我们基于氧补偿工程和晶粒尺寸效应开展了BCZT陶瓷压电性能优化研究。采用溶胶-凝胶法和传统烧结制备BCZT陶瓷,通过控制pH值和烧结制度得到了具有超大晶粒尺寸(>50μm)的BCZT陶(本文来源于《第十届国际（中国）功能材料及其应用学术会议、第六届国际多功能材料与结构学术大会、首届国际新材料前沿发展大会摘要集》期刊2019-11-23）
张钱伟,蔡苇,何海峰,王凤起,徐瑞成[2]（2018）在《锆钛酸钡钙压电陶瓷的晶粒尺寸效应研究进展》一文中研究指出锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷具有可与锆钛酸铅媲美的压电性能,受到国内外广泛关注。晶粒尺寸是影响锆钛酸钡钙陶瓷电性能的重要因素,其晶粒尺寸效应已成为研究的热点。为此,综述了粉体制备方法、烧结方法、烧结温度和保温时间对锆钛酸钡钙陶瓷的晶粒尺寸及其电性能的影响,并提出了研究中亟待解决的问题。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2018年12期）
谭永强[3]（2014）在《钛酸钡陶瓷的压电晶粒尺寸效应及压电物性改性》一文中研究指出压电材料是一类能够实现电能与机械能相互转换的重要的功能材料。压电材料可以分为单晶材料、陶瓷材料、聚合物材料以及复合材料等,其中压电陶瓷由于具有制备工艺简单、成本较低以及容易获得较大的尺寸和加工成各种形状等优点而得到了广泛的应用。在所有的压电陶瓷体系中,锆钛酸铅(PZT)陶瓷凭借其优异的压电性能一直占据着压电陶瓷材料市场的主导地位。然而,由于PZT陶瓷在生产制备过程中要使用大量毒性较大且易挥发的铅氧化物,会对人类以及生态环境产生严重的影响。因此,研究发展环境友好的无铅压电陶瓷体系是一项紧迫而有重大意义的任务。钛酸钡(BaTiO3)陶瓷是一类典型的无铅压电陶瓷材料,也是最早被发现在极化后具有压电性的多晶材料。在压电陶瓷发展的早期,BaTiO3陶瓷曾作为压电材料得到了较为广泛的应用。但是,此后由于压电性能优异的PZT陶瓷的发现,BaTiO3陶瓷逐渐退出了压电陶瓷材料的市场。然而,近年有关BaTiO3以及BaTiO3基压电陶瓷的压电性能的研究取得了一系列重大的进展。这些进展显示,BaTiO3基压电陶瓷作为无铅压电陶瓷材料具有重要的发展潜能。根据文献报道,具有强压电活性的BaTiO3陶瓷一般都具有较高的致密度和较小的晶粒尺寸。由此可以推断,与BaTiO3陶瓷的介电常数类似,BaTiO3陶瓷的压电常数与其晶粒尺寸也存在着密切的关系。BaTiO3陶瓷的介电晶粒尺寸效应已经得到了较为深入的研究,用于解释BaTiO3陶瓷中介电晶粒尺寸效应起源的畴壁模型也得到了较为广泛的认可。但是,对于BaTiO3陶瓷的压电晶粒尺寸效应的研究目前仍不透彻。一方面体现在人们对BaTiO3陶瓷中强压电活性的起源的理解还不够充分；另一方面体现在,尽管目前得到的高性能BaTiO3压电陶瓷大部分都具有较小的晶粒尺寸(约为1μm,但在近期的研究中作者所在研究小组在某些具有较大晶粒尺寸的BaTiO3陶瓷中也获得了较高的压电活性。因此,系统的研究BaTiO3陶瓷的压电晶粒尺寸效应是十分必要的。它不但可以有助于深入认识BaTiO3陶瓷中强压电活性的起源,而且还有助于通过晶粒尺寸效应获得具有更高压电性能的BaTiO3陶瓷材料。为了能更全面准确地理解BaTiO3陶瓷中的压电晶粒尺寸效应,本论文分别以通过传统固相反应方法制得的微米级普通BaTiO3粉和通过水热法合成的纳米级BaTiO3粉为原料、利用普通烧结或放电等离子体烧结(SPS)制备了叁类具有不同晶粒尺寸的致密度较高的BaTiO3陶瓷。通过对比研究发现,叁类BaTiO3陶瓷呈现出非常类似的介电常数ε'随晶粒尺寸而变化的行为(介电晶粒尺寸效应),即介电常数随着晶粒尺寸的减小而增大、在1μm附近达到最大值。但是利用不同原料和烧结工艺得到的BaTiO3陶瓷所呈现出的压电系数d33随晶粒尺寸而变化的行为(压电晶粒尺寸效应)却有着较大的差异,虽然利用不同的原料和烧结工艺得到的BaTiO3陶瓷的d33最大值均可达到400pC/N以上。利用微米级BaTiO3粉进行普通烧结得到的BaTiO3陶瓷的室温d33随晶粒尺寸的减小而逐渐增大,在晶粒尺寸为1μm左右时达到最大值410pC/N。利用微米级BaTiO3粉进行SPS烧结获得的BaTiO3陶瓷的d33随晶粒尺寸的增大先增加后降低,在晶粒尺寸为4.5μm时达到峰值432pC/N。利用纳米级BaTiO3粉进行SPS烧结获得的BaTiO3陶瓷的d33随晶粒尺寸的增大而单调增加,在晶粒尺寸为9.6μm时达到425pC/N。前述叁类BaTiO3陶瓷中介电晶粒尺寸效应与压电晶粒尺寸效应的不同行为表明,BaTiO3陶瓷的强压电活性的起源机制和高介电性能的起源机制之间应该存在着一定的差别。通过对比分析利用不同原料和烧结工艺得到的BaTiO3陶瓷的压电活性与其电滞回线和畴壁密度,作者发现剩余极化量Pr而非畴壁密度的大小对BaTiO3陶瓷的压电晶粒尺寸效应有决定性的影响。较大的剩余极化是在BaTiO3陶瓷中获得较高的压电性能的必要条件。一般说来,BaTiO3陶瓷的剩余极化会随着晶粒尺寸的增加而增大,但是剩余极化还会受到诸多外部因素如晶体缺陷等的影响。在高温下烧结的BaTiO3陶瓷容易产生氧空位等的缺陷,而缺陷在畴壁或晶界处聚集会对畴壁的运动产生钉扎作用从而降低剩余极化。由于使用通过不同工艺所得到的BaTiO3粉体和利用不同的烧结方式制备BaTiO3陶瓷时所需要的烧结温度相差较大,所得到的相应的BaTiO3陶瓷的剩余极化随晶粒尺寸表现出不同的变化趋势。对于普通烧结制备的BaTiO3陶瓷,其较高的烧结温度导致剩余极化随晶粒尺寸的增大而逐渐降低；而相对较低的烧结温度使得SPS烧结制备的BaTiO3陶瓷的剩余极化随着晶粒尺寸的增加而增大。由此可知,因烧结温度的差异而导致的剩余极化随晶粒尺寸不同的变化关系是造成BaTiO3陶瓷中不同形式的压电晶粒尺寸效应的根源所在。除上述关于压电晶粒尺寸效应的研究之外,本论文对利用水热纳米BaTiO3粉进行SPS烧结得到的BaTiO3陶瓷的场致应变的晶粒尺寸效应也进行了系统的研究。通过研究发现该类BaTiO3陶瓷的场致应变与介电性能和压电性能同样、呈现对晶粒尺寸较强的依赖性。然而,与介电晶粒尺寸效应和压电晶粒尺寸效应不同的是,BaTiO3陶瓷的场致应变随晶粒尺寸的增加而逐渐升高、在晶粒尺寸为5μm左右时达到最大值0.28%,此后随着晶粒尺寸的继续增加而急剧降低。作者认为,该研究结果在以下两方面有着重要的意义：(1)可以指导我们通过调节晶粒尺寸在极化BaTiO3陶瓷中获得到与软性PZT陶瓷相接近的高场致应变值；(2)明确了BaTiO3陶瓷的强压电活性与大场致应变具有不同的起源机制。根据实验数据,作者推测可恢复的非1800电畴的转向对于场致应变起着至关重要的作用。一般来讲,通常铁电陶瓷中的非180°电畴的转向可分为两类,即可恢复的转向和不可恢复的转向。对于BaTiO3陶瓷材料而言,在小晶粒的陶瓷中可恢复的非1800电畴数目虽然较多,但由于晶界较强的限制作用而使得场致应变较低；在大晶粒的陶瓷中虽然晶界的限制作用减弱,但可恢复的非180°电畴数目减少,并且对场致应变没有贡献的1800电畴数目增多,从而场致应变也较小。因而,只有在中等晶粒尺寸的样品中可恢复的非180°电畴的转向与晶界的限制作用达到适度的平衡时,才可以获得到较高的场致应变值。本论文还探讨了在室温下具有正交相晶体结构的Ba(Ti,Sn)O3陶瓷的晶粒尺寸效应。研究发现,室温下处于正交相的Ba(Ti,Sn)O3陶瓷的介电常数随着晶粒尺寸的增大而减小,压电常数d33随晶粒尺寸的增大而增大,场致应变则随着晶粒尺寸的增大先增大后减小。该研究结果表明,BaTiO3基陶瓷的晶粒尺寸效应与其所处于的铁电相的晶体结构关系不大,并再次验证了上述‘'BaTiO3基陶瓷中的高介电性能、强压电活性和大场致应变在起源机制方面存在较大的差异”的结论。BaTiO3基陶瓷的高介电性来源于小晶粒中较高的畴壁密度,强压电活性则来源于大晶粒中较大的剩余极化,而大的场致应变则受到可以恢复的非1800电畴与晶界两方面共同的影响。为了达到降低Ba(Ti,Sn)O3陶瓷的烧结温度同时提高其压电性能和温度稳定性的目的,本论文开展了利用少量CuO对Ba(Ti,Sn)O3陶瓷进行改性的研究。研究结果表明,利用少量CuO改性的Ba(Ti,Sn)O3陶瓷不但具有较低的烧结温度和较高的压电活性,同时还具有良好的温度稳定性和抗热老化性能。CuO改性的Ba(Ti,Sn)O3陶瓷的平面机电耦合系数kp在-10°C至50℃的温度范围内维持在50%左右,在居里温度以下进行热老化试验前后的室温压电性能几乎没有变化。为了深入地理解CuO改性的Ba(Ti,Sn)O3陶瓷良好的温度稳定性和抗热老化性能的原因,作者进一步对CuO改性的BaTiO3陶瓷随时间的老化行为进行了系统的研究。研究发现,经时间老化的CuO改性BaTiO3陶瓷的电滞回线会从正常铁电体的单电滞回线变为类似于反铁电体的双电滞回线。作者推测,引起CuO改性BaTiO3陶瓷的这种经时老化行为的主要原因是由于在烧结过程中部分Cu2+会占据Ti4+位从而与氧空位形成缺陷偶极子,而缺陷偶极子随时间会与自发极化的方向趋于一致,从而对畴壁移动产生强大的恢复力作用。因此,CuO改性BaTiO3陶瓷在经过短时间老化后会具有较为稳定的电畴结构。据此类推,CuO改性Ba(Ti,Sn)O3陶瓷的良好的温度稳定性和抗热老化性能应该与其较为稳定的电畴结构有很大关系。(本文来源于《山东大学》期刊2014-04-25）
王寒[4]（2010）在《（1-x）BiScO_3-xPbTiO_3压电陶瓷的制备与晶粒尺寸效应研究》一文中研究指出本课题以新型压电材料(1-x)BiScO_(3-x)PbTiO_3(BSPT)为研究对象,通过传统固相法及溶胶凝胶法制备了具有钙钛矿菱方相(R)组成及准同型相界(MPB)组成的BSPT固溶体,并研究了菱方相BSPT固溶体的晶粒尺寸效应。研究表明采用溶胶凝胶法能够获得粒径均一且活性高的纳米粉体,对于制备高性能BSPT陶瓷具有明显优势。通过溶胶凝胶法结合两段式无压烧结,在细化溶胶干燥制度及干凝胶煅烧制度的基础上,成功制备了压电系数d_(33)=700pC/N、平板机电耦合系数Kp=70%、居里温度Tc=432℃、且具有MPB组成的BSPT块体材料。分析认为MPB-BSPT陶瓷性能优异的原因是菱方相和四方相(T)的共存使得体系的可极化方向增多,电畴更易一致取向,导致样品具有优异的压电性能。另外,极化过程中单斜相的出现,作为菱方相和四方相的过渡相,有助于样品电学性能的提高。而这种场致相变现象促使了MPB样品性能的反常。另外,样品的物相决定了样品的晶粒尺寸分布。研究发现:对于具有MPB组成的样品,当菱方相含量占50-75%时,样品具有最优异的压电性能,此时样品的晶粒尺寸在1.5μm附近。初步探索了菱方相BSPT陶瓷块体的尺寸效应。采用溶胶凝胶法制备的粉体,通过常规烧结、两段式无压烧结以及放电等离子烧结,制备了晶粒尺寸从0.02μm变化到4μm的一系列样品。研究表明随着晶粒尺寸增大,样品的压电系数呈现先减小(在纳米级区域),再增大,随后略微减小的趋势。高性能样品集中在晶粒尺寸为1.5μm附近的区域,其压电系数高达600pC/N。结合扫描探针的表征结果,通过分析样品的晶粒尺寸、电畴尺寸、压电系数叁者间的关系,认为晶粒尺寸效应是电畴尺寸与电畴密度共同作用的结果,二者的迭加效果决定了样品的压电性能。对于BSPT体系,当晶粒尺寸为1.5μm左右时,认为电畴尺寸与电畴密度具有最大的迭加效果,导致样品具有优异的压电活性。(本文来源于《中国地质大学（北京）》期刊2010-05-01）
压电晶粒尺寸效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷具有可与锆钛酸铅媲美的压电性能,受到国内外广泛关注。晶粒尺寸是影响锆钛酸钡钙陶瓷电性能的重要因素,其晶粒尺寸效应已成为研究的热点。为此,综述了粉体制备方法、烧结方法、烧结温度和保温时间对锆钛酸钡钙陶瓷的晶粒尺寸及其电性能的影响,并提出了研究中亟待解决的问题。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电晶粒尺寸效应论文参考文献
[1].张钱伟.基于氧补偿工程和晶粒尺寸效应的锆钛酸钡钙陶瓷的压电性优化研究[C].第十届国际（中国）功能材料及其应用学术会议、第六届国际多功能材料与结构学术大会、首届国际新材料前沿发展大会摘要集.2019
[2].张钱伟,蔡苇,何海峰,王凤起,徐瑞成.锆钛酸钡钙压电陶瓷的晶粒尺寸效应研究进展[J].人工晶体学报.2018
[3].谭永强.钛酸钡陶瓷的压电晶粒尺寸效应及压电物性改性[D].山东大学.2014
[4].王寒.（1-x）BiScO_3-xPbTiO_3压电陶瓷的制备与晶粒尺寸效应研究[D].中国地质大学（北京）.2010