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第1章 绪论 1

1.1弛豫铁电体与多元系压电陶瓷 1

1.1.1弛豫铁电体与钙钛矿稳定性 1

1.1.2多元系压电陶瓷结构与性能 8

1.2 PZN-PZT压电陶瓷的研究现状 15

1.2.1 PZN-PZT基体调控与制备技术 16

1.2.2 PZN-PZT掺杂行为与器件应用 21

1.3本书研究方法与内容安排 33

1.3.1样品合成与测试表征 33

1.3.2本书各章节内容安排 35

参考文献 36

第2章 压电陶瓷基体的结构与性能 48

2.1烧结温度与介电弛豫行为的变化关系 48

2.1.1烧结温度对显微结构的影响规律 48

2.1.2烧结温度对介电弛豫的影响规律 52

2.2退火气氛与介电弛豫行为的变化关系 58

2.2.1不同退火气氛条件下的介电弛豫特性 58

2.2.2 退火气氛影响弛豫性的物理机制 61

2.3细晶陶瓷体的准同型相界迁移现象 65

2.3.1晶粒尺寸相关的显微结构与相变 65

2.3.2细晶陶瓷体电学与力学性能的变化 71

2.4缺陷偶极子的形成与内偏场演变机制 75

2.4.1烧结温度与物相和形貌的关联性 75

2.4.2内偏场的形成及其与压电性能的关系 80

2.5富锆区复合体系微结构与电学行为 86

2.5.1低PZN含量陶瓷反铁电相变行为 86

2.5.2高PZN含量陶瓷电学温度稳定性 95

2.6本章小结 100

参考文献 101

第3章 压电变压器用陶瓷掺杂改性 107

3.1压电变压器用陶瓷材料的成分设计 107

3.1.1压电变压器的结构与工作原理 107

3.1.2压电变压器的材料成分设计准则 112

3.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Cr掺杂行为 121

3.2.1 Cr掺杂对显微结构的影响规律 121

3.2.2 Cr掺杂对电学性能的影响规律 125

3.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Mn掺杂行为 127

3.3.1 Mn掺杂对显微结构的影响规律 127

3.3.2 Mn掺杂对电学性能的影响规律 133

3.4 PZN-PZT掺杂Mn陶瓷体系的工艺研究 135

3.4.1气氛保护与掺Mn体系的结构演化 135

3.4.2烧结温度与掺Mn体系的性能优化 141

3.5 PZN-PZT多元系陶瓷的Cu掺杂行为 145

3.5.1 Cu掺杂对显微结构的影响规律 145

3.5.2 Cu掺杂对电学性能的影响规律 149

3.6 PZN-PZT多元系陶瓷的Li掺杂行为 151

3.6.1 Li掺杂对显微结构的影响规律 151

3.6.2 Li掺杂对电学性能的影响规律 154

3.7 PMZN-PZT超大功率陶瓷的结构与性能 158

3.7.1 PMnN对显微结构的影响规律 158

3.7.2 PMnN对电学性能的影响规律 162

3.8 PZN-PZT基压电变压器的构建与分析 164

3.8.1 Rosen型压电变压器的制备工艺 164

3.8.2 Rosen型压电变压器的性能分析 166

3.8.3 Rosen型压电变压器的老化行为 167

3.9本章小结 170

参考文献 171

第4章 能量收集器用陶瓷掺杂改性 178

4.1能量收集器用压电陶瓷的成分设计 178

4.1.1压电能量收集器的结构与原理 178

4.1.2能量收集用压电陶瓷的性能要求 180

4.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Sr掺杂行为 184

4.2.1 Sr掺杂对显微结构的影响规律 184

4.2.2 Sr掺杂对电学性能的影响规律 187

4.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Co掺杂行为 192

4.3.1 Co掺杂体系的微结构与液相烧结 192

4.3.2 Co掺杂体系的溶解度阻抗谱分析 197

4.3.3 Co掺杂对电学性能的影响规律 200

4.4 PZN-PZT多元系陶瓷的Ni掺杂行为 202

4.4.1 Ni掺杂对显微结构的影响规律 202

4.4.2 Ni重掺杂诱导钛铁相的形成机制 205

4.4.3 Ni掺杂对力电性能的影响规律 207

4.5 PZN-PZT陶瓷第Ⅷ族离子掺杂行为 210

4.5.1第Ⅷ族离子取代机制的分析 210

4.5.2第Ⅷ族离子取代机制的验证 216

4.6 PZN-PZT/Ag复合材料结构与电学行为 222

4.6.1低Ag含量复合材料的力电性能 222

4.6.2高Ag含量复合材料的储能特性 230

4.7 PZN-PZT基压电能量收集器的构建与评价 238

4.7.1掺杂压电能量收集材料的性能优化 238

4.7.2悬臂梁能量收集器的发电特性测试 242

4.8本章小结 246

参考文献 247