摻雜作為重要的材料改性方法，在壓電陶瓷微結構優(yōu)化與力、電性能提升方面有著重要應用。本書基于作者十余年來在壓電陶瓷摻雜研究方面的工作積累，對多元系復雜結構壓電陶瓷摻雜機理、改性技術和相關壓電器件應用進行了系統(tǒng)的介紹。全書主要包括以下內(nèi)容：第1章緒論，第2章壓電陶瓷基體的結構與性能，第3章壓電變壓器用陶瓷摻雜改性和第4章能量收集器用陶瓷摻雜改性。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 弛豫鐵電體與多元系壓電陶瓷 1
1.1.1 弛豫鐵電體與鈣鈦礦穩(wěn)定性 1
1.1.2 多元系壓電陶瓷結構與性能 8
1.2 PZN-PZT壓電陶瓷的研究現(xiàn)狀 15
1.2.1 PZN-PZT基體調(diào)控與制備技術 16
1.2.2 PZN-PZT摻雜行為與器件應用 21
1.3 本書研究方法與內(nèi)容安排 33
1.3.1 樣品合成與測試表征 33
1.3.2 本書各章節(jié)內(nèi)容安排 35
參考文獻 36
第2章 壓電陶瓷基體的結構與性能 48
2.1 燒結溫度與介電弛豫行為的變化關系 48
2.1.1 燒結溫度對顯微結構的影響規(guī)律 48
2.1.2 燒結溫度對介電弛豫的影響規(guī)律 52
2.2 退火氣氛與介電弛豫行為的變化關系 58
2.2.1 不同退火氣氛條件下的介電弛豫特性 58
2.2.2 退火氣氛影響弛豫性的物理機制 61
2.3 細晶陶瓷體的準同型相界遷移現(xiàn)象 65
2.3.1 晶粒尺寸相關的顯微結構與相變 65
2.3.2 細晶陶瓷體電學與力學性能的變化 71
2.4 缺陷偶極子的形成與內(nèi)偏場演變機制 75
2.4.1 燒結溫度與物相和形貌的關聯(lián)性 75
2.4.2 內(nèi)偏場的形成及其與壓電性能的關系 80
2.5 富鋯區(qū)復合體系微結構與電學行為 86
2.5.1 低PZN含量陶瓷反鐵電相變行為 86
2.5.2 高PZN含量陶瓷電學溫度穩(wěn)定性 95
2.6 本章小結 100
參考文獻 101
第3章 壓電變壓器用陶瓷摻雜改性 107
3.1 壓電變壓器用陶瓷材料的成分設計 107
3.1.1 壓電變壓器的結構與工作原理 107
3.1.2 壓電變壓器的材料成分設計準則 112
3.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Cr摻雜行為 121
3.2.1 Cr摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 121
3.2.2 Cr摻雜對電學性能的影響規(guī)律 125
3.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Mn摻雜行為 127
3.3.1 Mn摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 127
3.3.2 Mn摻雜對電學性能的影響規(guī)律 133
3.4 PZN-PZT摻雜Mn陶瓷體系的工藝研究 135
3.4.1 氣氛保護與摻Mn體系的結構演化 135
3.4.2 燒結溫度與摻Mn體系的性能優(yōu)化 141
3.5 PZN-PZT多元系陶瓷的Cu摻雜行為 145
3.5.1 Cu摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 145
3.5.2 Cu摻雜對電學性能的影響規(guī)律 149
3.6 PZN-PZT多元系陶瓷的Li摻雜行為 151
3.6.1 Li摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 151
3.6.2 Li摻雜對電學性能的影響規(guī)律 154
3.7 PMZN-PZT超大功率陶瓷的結構與性能 158
3.7.1 PMnN對顯微結構的影響規(guī)律 158
3.7.2 PMnN對電學性能的影響規(guī)律 162
3.8 PZN-PZT基壓電變壓器的構建與分析 164
3.8.1 Rosen型壓電變壓器的制備工藝 164
3.8.2 Rosen型壓電變壓器的性能分析 166
3.8.3 Rosen型壓電變壓器的老化行為 167
3.9 本章小結 170
參考文獻 171
第4章 能量收集器用陶瓷摻雜改性 178
4.1 能量收集器用壓電陶瓷的成分設計 178
4.1.1 壓電能量收集器的結構與原理 178
4.1.2 能量收集用壓電陶瓷的性能要求 180
4.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Sr摻雜行為 184
4.2.1 Sr摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 184
4.2.2 Sr摻雜對電學性能的影響規(guī)律 187
4.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Co摻雜行為 192
4.3.1 Co摻雜體系的微結構與液相燒結 192
4.3.2 Co摻雜體系的溶解度阻抗譜分析 197
4.3.3 Co摻雜對電學性能的影響規(guī)律 200
4.4 PZN-PZT多元系陶瓷的Ni摻雜行為 202
4.4.1 Ni摻雜對顯微結構的影響規(guī)律 202
4.4.2 Ni重摻雜誘導鈦鐵相的形成機制 205
4.4.3 Ni摻雜對力電性能的影響規(guī)律 207
4.5 PZN-PZT陶瓷第Ⅷ族離子摻雜行為 210
4.5.1 第Ⅷ族離子取代機制的分析 210
4.5.2 第Ⅷ族離子取代機制的驗證 216
4.6 PZN-PZT/Ag復合材料結構與電學行為 222
4.6.1 低Ag含量復合材料的力電性能 222
4.6.2 高Ag含量復合材料的儲能特性 230
4.7 PZN-PZT基壓電能量收集器的構建與評價 238
4.7.1 摻雜壓電能量收集材料的性能優(yōu)化 238
4.7.2 懸臂梁能量收集器的發(fā)電特性測試 242
4.8 本章小結 246
參考文獻 247
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