磁电耦合高温压电固溶体的形成和结构性能调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51672169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0206.功能陶瓷
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High temperature piezoelectric solid solutions with magnetoelectrical coupling properties, on the one hand, have urgent applications on oil well detection and health monitoring and engine fuel injection, on the other hand, will be potential candidates for developing next generation multi-state memories and transducers being response to mechanical, electrical and magnetical fields. This proposal will focus on BiFeO3-BaTiO3/PbTiO3 high temperature piezoelectric solid solutions. The long range magnetic order will be introduced in the ferroelectric phase boundaries to form the magnetic phase boundaries. The high temperature insulation, piezoelectric and magnetoelectrical properties will be enhanced by modifying the phase structure, ferroic domains and the grain morphologies and size of solid solutions. The key processes and techniques to modify and characterize the microstructures will be explored. The piezoelectric responses of solid solutions and their hierarchical structure, the origin and physical mechanism of magnetoelectric effects will be investigated. The measurement techniques of piezoelectrical and magnetoelectrical properties of BiFeO3 based solid solutions will be investigated under the applied external fields. The effects of phase structure evolution and the movement of ferroic domains on the piezoelectrical and magnetoelectrical properties under multiple applied fields will also be investigated by using the thermal dynamics analysis and phase field simulations. The expert databases of phase diagram, piezoelectric and elastic parameters of BiFeO3-BaTiO3/ PbTiO3 high temperature piezoelectric solid solutions will be built up. The thermal dynamic models to understand the coupling mechanics will be developed. This project will provide novel academic ideas for optimizing the structure and properties of magnetoelectrical high temperature piezoelectric materials, achieving some innovations in material designs and theoretic mechanisms.
具有磁电耦合效应的高温压电固溶体,一方面,在油井探测、健康监测和发动机燃油喷射等领域有迫切的应用需求;另一方面,是发展新一代力、电、磁多态存储器和换能器潜在的候选材料。本项目以铁酸铋-钛酸钡/钛酸铅高温压电固溶体为重点,在铁电相界附近,引入长程磁有序,形成磁性相界;通过对相结构、铁性畴和晶粒尺寸的调控,提高固溶体的绝缘性、高温压电性能和磁电耦合效应。探索微结构调控和表征的特殊工艺技术;研究固溶体的压电活性和结构本质、磁电耦合效应的来源和物理机制;研究外场作用下,固溶体压电/磁电性能的测量技术;用热力学分析和相场模拟研究外场作用下相结构变化、铁性畴运动对压电/磁电性能的影响。建立铁酸铋-钛酸钡/钛酸铅压电固溶体相图、压电和弹性参数专家数据库、定量理解耦合机制的热力学模型。本项目为磁电耦合高温压电材料的结构性能优化提供了新的学术思想,在材料体系设计和理论机制研究方面有所创新。

结项摘要

具有铁电铁磁效应的高温压电固溶体,一方面在油井探测、油气管道监测和发动机燃油喷射等领域有迫切的应用需求;另一方面,是发展新一代力、电、磁多态存储器和换能器潜在的候选材料。本项目以铁酸铋-钛酸钡/钛酸铅高温压电固溶体为重点,通过组分设计、微结构调控和晶粒尺寸优化,获得了系列化性能优越的BF-PT/BT基多元系压电陶瓷材料,陶瓷的居里点和退极化温度和压电系数达到了预定指标,并且可以在很宽的范围内按需调控,以满足不同工况的需求;采用特殊工艺和测试技术,实现了对固溶体相结构、铁性畴和晶粒形貌尺寸的调控和表征,揭示了材料微结构、极化机制对铁电、压电和铁磁性能的影响。发现了陶瓷中存在少量的第二相,对铁磁性的提高有显著贡献,并且没有引起铁电、压电性能和绝缘性的明显恶化;揭示了外场作用下铁酸铋系高温压电材料的相变规律、压电活性和大应变的结构起源;建立了铁酸铋基高温压电固溶体相结构、相变温度、介电压电参数、弹性常数等结构性能参数专家数据库,设计制备了高温压电传感器和换能器,发现基于铋系压电陶瓷材料的水声换能器呈现出传统PZT压电陶瓷所不具备的优点,可望用于研制高清晰度成像声呐换能器。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Structural and multiferroic characterization of BiFeO3-PbTiO3-based solid solution with an extra phase
具有额外相的 BiFeO3-PbTiO3 基固溶体的结构和多铁性表征
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2018.09.065
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jiang Xiuwen;Jiang Ying;Chen Jianguo;Hu Dongli;Xing Juanjuan;Wang Binjie;Cheng Jinrong
  • 通讯作者:
    Cheng Jinrong
Enhanced dielectric and ferroelectric properties of PZT thin films derived by an ethylene glycol modified sol-gel method
乙二醇改性溶胶-凝胶法增强 PZT 薄膜的介电和铁电性能
  • DOI:
    10.1007/s10971-017-4311-5
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SOL-GEL SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Lu,Guoping;Dong,Hanting;Cheng,Jinrong
  • 通讯作者:
    Cheng,Jinrong
Investigation of enhanced performance in BF-xPT-0.05BZ ternary ceramics for high temperature applications
研究用于高温应用的 BF-xPT-0.05BZ 三元陶瓷的增强性能
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2019.03.154
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jian Jie;Peng Rui;Luo Feng;Cheng Jinrong;Chen Jianguo
  • 通讯作者:
    Chen Jianguo
Improved ferroelectric properties of (100)-oriented PZT thin films deposited on stainless steel substrates with La0.5Sr0.5CoO3 buffer layers
具有 La0.5Sr0.5CoO3 缓冲层的不锈钢基板上沉积的 (100) 取向 PZT 薄膜的铁电性能得到改善
  • DOI:
    10.1007/s10854-018-9601-3
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Hongfang;Wang Susu;Jian Jie;Dong Hanting;Chen Jianguo;Jin Dengren;Cheng Jinrong
  • 通讯作者:
    Cheng Jinrong
Remarkable piezoelectricity and stable high-temperature dielectric properties of quenched BiFeO3-BaTiO3 ceramics
淬火BiFeO3-BaTiO3陶瓷具有显着的压电性和稳定的高温介电性能
  • DOI:
    10.1111/jace.15079
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li Qiang;Wei Jianxin;Tu Tinglong;Cheng Jinrong;Chen Jianguo
  • 通讯作者:
    Chen Jianguo

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

BiFeO_3-PbTiO_3系高温压电陶瓷的阻抗谱分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祁玉发;俞圣雯;程晋荣;石贵阳;陈建国
  • 通讯作者:
    陈建国

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

程晋荣的其他基金

铁酸铋-钛酸铅MPB高温多铁性材料及换能器的研制
  • 批准号:
    50872080
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高温低铅铋系压电、铁电-铁磁多功能材料的设计、制备科学与性能机理
  • 批准号:
    50472098
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微型传感-驱动器用锆钛酸铅压电薄膜/金属原型结构的制备科学和表征
  • 批准号:
    50302006
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
      
关闭
close
客服二维码