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无铅铁电压电陶瓷的多层次结构与性能调控

来源:中国建筑材料联合会科技发展部  撰稿人:  发布时间:2021年05月14日 浏览:
摘要:

项目属于陶瓷领域,涉及压电陶瓷材料,项目相关基础研究成果对推动压电材料的无铅化进程、促进我国由压电材料制造大国升级为制造强国具有重要指导意义。

完成单位 :清华大学

    项目属于陶瓷领域,涉及压电陶瓷材料。
    压电陶瓷材料由于能实现电能与机械能的相互转换而成为电子信息、医疗健康、人工智能等领域不可替代的关键材料。针对无铅压电材料的引用问题,项目组在国际上率先开展了通过多层次结构调控增强铁电压电性能的研究,揭示了影响无铅铁电压电材料综合性能的关键因素并探究了其内在物理机制,研制并开发出具有优异铁电压电性能与良好温度稳定性的无铅陶瓷材料及器件。

    项目的主要科学发现为:(1)建立了多尺度下调控无铅铁电压电陶瓷中特征功能单元的新方法,揭示了多层次结构对无铅铁电压电材料电学性能的影响规律。(2)发现并提出了在无铅钙钛矿结构中利用缺陷调控压电性能的原理和方法,发展出了利用缺陷调控无铅压电陶瓷压电性能的新方法。(3)提出了通过构建弥散型相变提高温度稳定性的学术思想,利用压电材料相结构对外电场的敏感性,提出了基于电场调控铁电-铁电相变的弥散程度提高无铅压电材料温度稳定性的新思路,实现了无铅陶瓷压电性能及其温度稳定性的协同调控,突破了无铅压电材料难以兼具优异压电性能与良好温度稳定性的难题。
    项目组在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Journal of the American Chemical Society等国际权威学术刊物上发表论文120余篇,其中6篇入选ESI高被引论文。8篇代表性论文被SCI他引1343次,20篇主要论文被SCI他引1934次。项目相关基础研究成果对推动压电材料的无铅化进程、促进我国由压电材料制造大国升级为制造强国具有重要指导意义。

责任编辑:李岩
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