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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