基于弛豫铁电单晶的1-1-3型压电复合元件研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61302015
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Piezoelectric composite is a key technology of modern underwater acoustics detection and ultrasonic testing. The bottleneck of conventional piezoelectric composite such as 0-3, 2-2, 1-3 type PZT/polymer composite has became more and more obvious for its limits on improving electeromechanical coupling coefficients and piezoelectric constants. In order to solve the above problems,relaxor ferroelectric single crystal with high piezoelectricity has been induced into 1-3 type composite. The electeromechanical coupling coefficient of 1-3 PMNT/polymer composite is up to 0.85. How to improve the electeromechanical coupling coefficient is one of the issues more concerned by researchers. In this research, an noval 1-1-3 type composite is proposed to increase the electeromechanical coupling coefficient. Relaxor ferroelectric single crystal is cutting into columns and surrounded by soft polymer. The other kind of hard polymer is manufactured to form a 3D grid structure. The relaxor ferroelectric single crystal and soft polymer are located in lattice of the hard polymer. The single crystal and soft polymer are connected itself in one dimensional and the hard polymer is connected itself in three dimensional. So this kind of composite is called 1-1-3 type composite.This kind of composite combines the advantages of high electeromechanical coupling coefficients, high piezoelectric constant, low cross coupling effect, broadband, high temperature stability and high mechanical stability.
压电复合元件是现代水声探测、超声检测中的关键元件,在军用及民用领域有较强的应用前景。以压电陶瓷为主动性材料,以0-3型、2-2型、1-3型结构构成压电复合材料在进一步提升机电耦合系数、提高压电性等方面遇到了瓶颈。为解决上述难题,研究者们将具有高压电性的弛豫铁电单晶引入压电复合材料中,制备了1-3型复合元件,此种结构复合元件的机电耦合系数已经可达到0.85,如何进一步提高复合元件机电耦合系数是研究者们近来较为关注的问题之一。本项目拟创造性的采用1-1-3型结构构成复合元件,以弛豫铁电单晶作为主动性材料,以柔性聚合物包裹单晶细柱,以刚性聚合物构成三维网格结构起到支撑作用。通过上述结构,使得该复合元件即保持单晶的强压电性能,又减小了基元间的横向耦合,同时还可以降低声阻抗,使其同时具有高机电耦合系数、阵元间振动耦合小以及机械和温度稳定性高的优点。

结项摘要

压电复合元件是现代水声探测、超声检测中的关键元件,在军用及民用领域有较强的应用前景。以压电陶瓷为主动性材料,以0-3型、2-2型、1-3型结构构成的压电复合材料在进一步提升机电耦合系数、提高压电性等方面遇到了瓶颈。为解决上述难题,本项目创造性的采用1-1-3型结构构成压电复合材料,以弛豫铁电单晶或压电陶瓷作为主动性材料,以柔性聚合物包裹压电细柱,以刚性聚合物构成网格结构起到支撑作用。通过上述结构,使得该复合材料即保持压电材料的强压电性能,又减小了基元间的横向耦合,同时还可以降低声阻抗,使其同时具有高机电耦合系数、低声阻抗、阵元间振动耦合小以及机械和温度稳定性高的优点。本文应用等效参数理论建立了1-1-3型压电复合材料的等效参数模型,求出了复合材料压电、介电等材料参数随各相材料参数及体积百分比变化关系。本文分别制备了基于压电陶瓷和基于弛豫铁电单晶(PMN-PT)的1-1-3型压电复合材料样品,并通过实验测量其性能,测量结果与理论计算结果吻合较好。其中基于压电陶瓷的1-1-3型压电复合材料,机电耦合系数达到0.69,声阻抗降低到6.82MRayl。基于弛豫铁电单晶的1-1-3型压电复合材料,机电耦合系数达到0.925,声阻抗降低到9.77MRayl。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Influence of PMNT Volume Fraction on PMNT/Epoxy Composite Properties
PMNT体积分数对PMNT/环氧树脂复合材料性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Ferroelectrics
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Wang, Likun;Gu, Chuanxin;Zhong, Chao;Zhang, Bin
  • 通讯作者:
    Zhang, Bin
串叠复合材料圆环阵水声换能器设计及制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    压电与声光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李超;王宏伟;秦雷;王丽坤
  • 通讯作者:
    王丽坤
Effect of Carbon Particles on the Permittivity and Acoustic Performance of Epoxy Compounds
碳颗粒对环氧化合物介电常数和声学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Asian Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qin, Lei;Zhong, Chao;Zhang, Bin;Liu, Jing-Jing
  • 通讯作者:
    Liu, Jing-Jing
Finite Element Analysis for Radial Vibration of Piezoelectric Tube Stack
压电管堆径向振动的有限元分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Bin Zhang;Likun Wang
  • 通讯作者:
    Likun Wang
A Flextensional Transducer Prototype with PVDF Piezoelectric Film
采用 PVDF 压电薄膜的弯张传感器原型
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amm.670-671.1153
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jingjing Liu, Lei Qin, Li-kun Wang, Chao Zhong, B
  • 通讯作者:
    Jingjing Liu, Lei Qin, Li-kun Wang, Chao Zhong, B

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  • 作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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