静电纺丝法制备锆钛酸钡钙纳米线及其压电性能EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备无铅压电陶瓷0.5Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_(3)-0.5(Ba_(0.7)_Ca_(0.3))TiO_(3)(BCZT)纳米线,重点研究制备工艺优化和纳米线的压电性能。首先探索稳定性优异的BCZT溶胶配置方法,再利用静电纺丝法制备BCZT纳米线,研究静电纺丝参数和热处理条件对BCZT纳米线形貌和结晶性的影响。结果表明:最佳的静电纺丝工艺参数为环境温度40℃、环境湿度50%RH、施加电压15 kV、供液速度1.00 mL/h、滚筒收集转速800 r/min、接收距离15 cm。经过(120℃,12 h)的烘干处理以及(900℃,1 h)的退火处理,可以获得纯钙钛矿相、结晶性好、长径比大的BCZT纳米线。利用压电力显微镜分析该纳米线的压电响应,证实其具有多畴结构和明显的极化反转行为。     

压电催化降解有机污染物的研究进展EI北大核心CSCD

压电催化是指利用微小机械能实现催化的过程,它能够有效利用环境中的机械能如噪声、震动等降解有机污染物、分解水制氢和还原二氧化碳。本文主要概述了压电催化的原理,介绍了利用压电催化效应降解有机污染物的研究进展,总结了催化体系创新、形貌调控和异质结构等提高催化效率的方法,特别对压电-光协同催化材料体系的特殊结构进行了描述,并拓展介绍压电催化的其他应用领域,对研究前景进行了展望。     

铌酸钾钠基1-3型压电复合物的制备及其性能研究

采用传统固相法制备了在1 130 ℃下烧结而成的(K_0.45Na_0.55)_0.98Li_0.02(Nb_0.77Ta_0.18Sb_0.05)O₃(KNLNTS)无铅压电陶瓷。陶瓷致密度和电学性能较好,致密度达到98%,室温压电常数为308.7 pC/N,厚度振动机电耦合系数可达0.5,1 kHz时介电损耗为0.043。以上述KNLNTS基粉体为原料,利用切割填充法制备1-3型压电复合材料并研究了厚度对复合材料的性能影响。结果表明,复合材料的压电常数、厚度振动机电耦合系数均随厚度的增加而增加,介电损耗随厚度的增加而减少,而相对介电常数基本保持不变。     

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷烧结及极化工艺优化

采用传统固相法在烧结温度1 110~1 150 ℃内成功制备了(K_0.5Na_0.5)_0.98Li_0.02Nb_0.77Ta_0.18Sb_0.05O₃(LTS-KNN)无铅压电陶瓷,所有样品结晶性良好,无第二相产生。在1 130 ℃下烧结的压电陶瓷致密度良好,陶瓷表现出较好的压电性能。通过调节极化电场与极化温度可改善陶瓷的极化程度,进而优化陶瓷的压电性能。实验结果表明,在烧结温度为1 130 ℃,极化电场为3 kV/mm,极化温度为60 ℃时,陶瓷的压电性能达到最佳,即压电常数d₃₃=310 pC/N,机电耦合系数k_p= 48%。     

钛酸铋钠基无铅铁电陶瓷场致应变性能研究

钛酸铋钠(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃(BNT)作为典型的钙钛矿型弛豫铁电体, 具有超高的场致应变, 是最有希望代替铅基体系的无铅压电体系之一。与铅基陶瓷相比, BNT基陶瓷具有驱动电压较高、迟滞较大以及温度稳定性差等劣势。为了优化无铅驱动器的应变性能, 本研究采用固相反应法制备(1-x){0.76(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃-0.24SrTiO₃}-xNaNbO₃(BNT- ST-xNN, x=0~0.03)无铅铁电陶瓷。结果表明, 当x=0.01时, 该陶瓷在较低电场(E=4 kV/mm)下的应变值可达到0.278%, 等效压电系数d^*₃₃高达695 pm/V。此时, 陶瓷处于非遍历/遍历弛豫相界处, 电场诱导弛豫-铁电相变导致大场致应变。与x=0.01相比, x=0.02时应变值为0.249%, 略微下降, 但迟滞却降低至43%。此外, 该应变在25~100 ℃温度范围内维持稳定。本研究表明, 在BNT基陶瓷中固溶SrTiO₃和NaNbO₃组元可以提高场致应变值, 同时维持较低的驱动电场和良好的温度稳定性, 可用于压电驱动器研制。     

BaTiO3纳米线的制备及其复合物介电和储能性能研究

采用两步水热法合成钛酸钡(BaTiO₃)纳米线, 并以此为填充物, 聚偏氟乙烯六氟丙烯(P(VDF-HFP))为聚合物基体制备介电复合物, 研究不同含量BaTiO₃纳米线对复合物的介电及储能性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、阻抗分析仪和铁电工作站等表征BaTiO₃纳米线及其复合物的物相、微观结构、介电和储能性能。结果表明: BaTiO₃纳米线具有典型的四方相, 且在聚合物基体中具有良好的分散性与相容性。相同频率下, 复合物的介电常数随着BaTiO₃纳米线含量的增加而增加。含量为20vol%的复合物, 在1 kHz频率下其介电常数取得最 大值30.69。含量为5vol%的复合物, 在场强为240 kV/mm时, 获得了最大的储能密度与放电能量密度, 分别为4.89和2.58 J/cm³。     

铌酸钠粉末压电催化降解罗丹明B性能EI北大核心CSCD

采用固相法制备NaNbO_(3)微米粉末,研究其压电催化特性。采用XRD检测Na Nb O_(3)微米粉末的相结构;利用PFM分析Na NbO_(3)粉末的压电响应;使用超声的方式施加应力,测试NaNbO3_粉末降解染料罗丹明B的压电催化能力。结果表明:NaNbO_(3)微米粉末的空间群结构为P2_(1)ma,属于铁电相,具有多畴结构和明显的极化反转行为;在200 W超声功率和40 kHz的超声频率下,随着时间的延长,罗丹明B溶液浓度逐渐降低,在120 min时降解度高达94.8%。