铁电压电材料

 

新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室

前沿科学技术研究院

特种陶瓷研究所

http://www.ceracomp.com/

●2011-01-13 : 上海硅酸盐研究所积极开展对俄科技交流与合作

●2010年10月28日至30日: 上海硅酸盐所主办无铅高性能压电材料国际研讨会

●2008年7月10-11日: 第114期东方科技论坛-“铁电压电材料与器件”

●2007年11月23日: 新型磁性铁电多重铁性功能材料研讨会会议纪要

 

 

日开发出新型压电材料

2004-05-31

日本科学技术振兴机构与物质材料研究机构的联合研究小组共同开发出一种基于新原理的压电材料。这种压电材料通过增加电场,使物质的晶体结构发生伸缩。这种利用全新原理开发出的压电材料的电致伸缩效应为历来同样材料的40倍。

迄今为止,压电材料使用钛氧锆铅(PZT),而此次开发的材料不含铅成分,可实现高性能,对环境无害的传感器及换能器制造。这种钛氧钡系列的压电材料,是日本物质材料研究机构的研究人员任晓兵开发出的。压电材料具有增加电压产生伸缩、增加压力产生电压的特性,广泛应用于电能与机械能互相转换的换能器制造,是蜂鸣器、喷墨印刷机等不可缺少的材料。

压电材料利用正离子与负离子的中心移动这一性质,增加电场,使离子轻微移动。但在原理上,最大只能移动0.01%距离。此次研究小组利用新原理开发的压电材料正离子与负离子中心移动时产生的偶极矩电极化的区域,在增加电场之后沿电压方向一齐发生变化,实现了可逆性的巨大电致伸缩效应。在理论上可实现最大5%的移动。

该材料应用于超声成像(特别是医用超声成像)、声纳、微驱动器等器件可使其性能有重大提高。

◎最近一种无铅的压电陶瓷体系Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BZT-BCT)的四方相-菱方相准同型相界附近被发现,这种陶瓷具有同铅系的压电材料一样的大压电系数,但是这种材料压电性能的压电机理还不明确。

◎ 一种新的无铅压电材料: Ba(Sn0.12Ti0.88)O3-x(Ba0.7Ca0.3)O3 (BTS-xBCT),具有一个始于三相临界点的相界。其最佳成分30BCT的压电系数达到530 pC/N。这与早先报道的锆钛酸钡钙体系非常类似。这一成果证明了开发三临界点起始的相界是开发大压电性能材料一种简单方法。