【摘 要】
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大功率压电器件,特别是能高温工作的压电换能器等可以满足对大功率和苛刻条件下使用压电器件的迫切需求.兼顾高温和大功率用压电材料要具有高居里点、低损耗和高机械品质
【机 构】
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上海大学材料科学与工程学院,上海200072
【出 处】
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第十四届全国电介质物理、材料与应用学术会议
论文部分内容阅读
大功率压电器件,特别是能高温工作的压电换能器等可以满足对大功率和苛刻条件下使用压电器件的迫切需求.兼顾高温和大功率用压电材料要具有高居里点、低损耗和高机械品质因子以及较高的介电击穿强度和机械强度等.目前,广泛应用的大功率压电材料主要包括传统的硬性PZT和PNW-PMN-PZT、PBSZT等多元系铅基压电陶瓷.但Pb基大功率压电材料居里温度较小(＜360OC),退极化温度小于150OC,限制了压电换能器的工作温度.铋系BiFeO3PbTiO3压电陶瓷矫顽场强大、居里温度高,并具有较好的机械强度,是一种非常有前景的高温大功率压电陶瓷材料.我们用Mn、La共掺,研制出0.6(Bi,La)FeO3-0.4Pb(Ti,Mn)O3(BLF-PTM)硬性压电陶瓷介,其介电损耗为0.006,机械品质因子为403,最大振动速率为1.1m/s,退极化温度为430℃,呈现出优越的大功率压电性能和高温性能.Mn掺杂提高了BLF-PTM压电陶瓷的极化性能,降低了介电和压电非线性特性,提高了陶瓷的本征压电性能.用BLM-PTM制备的圆片型单向极化压电变压器在匹配负载下的功率密度和效率分别可以达到30W/m3和83％.当工作温度小于300℃,随温度升高,BLF-PTM压电变压器可以保持较高的功率密度,250℃时的功率密度仍大于20W/cm3.
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