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    功能陶瓷

    2022-06-21  来源:   编辑:环境与材料工程学院  浏览:

    主要研究内容与特色

    1、低能耗、高效粉体制备工艺研究。研制先进粉体合成新方法——湿声化学法和固相燃烧法。

    2、高温用高性能无铅压电陶瓷研发。研制居里温度高达到775oC,在550oC退火后仍然能保持80%压电活性的无铅压电陶瓷体系,该材料体系可应用到550oC以上的恶劣环境中。

    3、多层片式器件用低温烧结低压、高非线性压敏陶瓷研发。通过预先半导化等工艺手段,探索低压高性能压敏材料的制备工艺及其低压化机理。通过研究,目前已在850oC下烧结出压敏电压梯度在200V/mm,非线性系数高达50ZnO基压敏陶瓷。揭示了半导化过程有效降低晶界势垒、产生高非线性系数的机理,为纯银内电极多层片式压敏器件的研发奠定了基础。

    4、高性能、低滞后电致伸缩材料研发。以BNT基三元陶瓷体系为对象,通过添加其他钙钛矿结构组元或金属氧化物,构筑三元陶瓷体系的MPB;然后基于BNT基复合陶瓷体系的MPB组成,通过调整所添加组元含量,优化材料组分,提高MPB附近材料的晶体结构对称性;最后结合两步烧结、放电等离子体等烧结工艺控制材料晶粒尺寸,设计和开发出高性能、低滞后BNT基电致伸缩材料组成。在构筑材料的基础上,同时研究不同组成BNT基陶瓷的晶体结构、晶粒尺寸和电畴结构等对电致伸缩性能的影响,探索影响材料电滞后行为各种结构因素之间的相互作用规律,揭示了BNT基材料低滞后电致伸缩行为产生的机理,为BNT基无铅电致伸缩陶瓷的应用奠定理论与技术基础。

    5、交叉方向融合发展。将压电、压敏材料与发光材料相融合,发展形成了特色鲜明的机--电多功能材料的研究方向。

    研究成果及应用前景

    1、取得了多项高水平的研究成果。研究小组已申请18项国家发明专利,授权5项、公开13项;在国际权威陶瓷类期刊上发表260余篇学术论文,其中SCI收录论文150余篇,二区及以上收录论文70余篇。

    2、多项研究成果应用前景广阔。陶瓷粉体新型制备方法,既突破了对前驱体的限制,又可较大量的制备粉体材料,适合工业化生产;高温无铅压电陶瓷已在高温传感器中得到应用;低压、高非线性ZnO基压敏电阻器有望作为低压ESD保护器件获得应用。


    3、有望在多功能材料研究方向取得进一步的突破。通过稀土掺杂及制备工艺改进,有望在机--电多功能材料研究上取得突破,形成具有鲜明特色的多功能材料研究方向。


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