BiScO3-BiFeO3-PbTiO3-BaTiO3高温压电陶瓷及其在高温声发射传感器中的应用

BiScO3-BiFeO3-PbTiO3-BaTiO3高温压电陶瓷及其在高温声发射传感器中的应用

针对声发射传感器在高温结构健康监测领域愈发迫切的需求,本项目旨在制备适用于高温领域的压电陶瓷及其声发射传感器.首先,通过固相反应制备了一系列的0.45(BiScxO3-BiFe1-xO3)-0.48PbTiO3-0.07BaTiO3(BScxFe1-x-PT-BT,n(Sc)/n(Fe)=0.4/0.6～0.6/0.4)压电陶瓷,系统地研究了BScxFe1-x-PT-BT陶瓷的微观结构和电学性能对n(Sc)/n(Fe)比例的依赖关系.所有陶瓷均呈现出典型的钙钛矿结构,且随着n(Sc)/n(Fe)的降低,晶相逐渐由菱方相向四方相转变.陶瓷的压电性能和介电性能随着n(Sc)/n(Fe)比例的降低先...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:中南大学学报（英文版） 2021, Vol.28 (12), p.3747-3756
Hauptverfasser: 冯超, 冯云云, 范梦佳, 耿朝辉, 林秀娟, 杨长红, 黄世峰
Format: Artikel
Sprache:chi
Online-Zugang:Volltext
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Beschreibung
Zusammenfassung:针对声发射传感器在高温结构健康监测领域愈发迫切的需求,本项目旨在制备适用于高温领域的压电陶瓷及其声发射传感器.首先,通过固相反应制备了一系列的0.45(BiScxO3-BiFe1-xO3)-0.48PbTiO3-0.07BaTiO3(BScxFe1-x-PT-BT,n(Sc)/n(Fe)=0.4/0.6～0.6/0.4)压电陶瓷,系统地研究了BScxFe1-x-PT-BT陶瓷的微观结构和电学性能对n(Sc)/n(Fe)比例的依赖关系.所有陶瓷均呈现出典型的钙钛矿结构,且随着n(Sc)/n(Fe)的降低,晶相逐渐由菱方相向四方相转变.陶瓷的压电性能和介电性能随着n(Sc)/n(Fe)比例的降低先升高后降低.其中,BSc0.5Fe0.5-PT-BT和BSc0.55Fe0.45-PT-BT陶瓷展现了优异的压电性(d33=250～281 pC/N)、高的居里温度(TC=430～450℃)以及良好的温度稳定性.这些增强的性能是源于陶瓷准同型相界处菱方相和四方相之间的平衡以及致密的陶瓷微观结构.另外,基于BSc0.5Fe0.5-PT-BT压电陶瓷设计、制备了声发射传感器,并对其进行了原位高温断铅测试.在200℃高温下,声发射传感器的噪声低于40 dB,声发射信号高于90 dB.因此,BScxFe1-x-PT-BT压电陶瓷基声发射传感器有望被应用于高温结构健康监测中.
ISSN:2095-2899