铌酸铋钠基压电织构陶瓷的高温压电性能及导电机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61201064
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 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:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Bismuth layer-structured ferroelectrics bismuth sodium niobate (Na0.5Bi2.5Nb2O9,NBN)based piezoelectric ceramics are potentially used in high temperatue piezoelectric sensors because of their high Curie temperature Tc.However, there are some critical issues, such as the enhancement of piezoelectric property, the relationship between structure, doping and properties, the optimized processing of ceramics,characterization of piezoelectric property at high temperature, and the mechanisms of extrinsic and intrinsic conduction etc., needed to be solved further.This proposal will mainly focus on the following three vital scientific problems. Firstly, what is the principle of doping and compositional designing of NBN based piezoelectric ceramics. Secondly, what is the relationship between performances and a new templated grain growth process based upon rolling forming technique. Finally, what is the mechanisms of intrinsic and extrinsic conduction of NBN-based piezoelectric ceramics and how to characterize the piezoelectric property of NBN-based ceramics at high temperature. The aims of this proposal are as follows:The first is to achieve optimum compositions of NBN-based high temperature piezoelectric ceramic with excellent properties.The second is to master a new templated grain growth process based on rolling forming technique,which favors the preparation of NBN-based textured ceramics with controllable grain orientation, high Tc, and high piezoelectric constant d33. Finally, this proposal is to reveal the temperature dependent behaviors of conductivity and d33 of NBN-base ceramics, which favors the design and fabrication of high temperature piezoelectric sensors.
铋层状铁电体Na0.5Bi2.5Nb2O9(NBN)基压电陶瓷因其高居里温度Tc(>785℃)在高温压电传感器中有重要潜在应用。但其压电活性的提高、陶瓷结构、掺杂与性能的关联、陶瓷制备工艺的优化、高温下压电性能的表征、本征与非本征导电机制等关键问题需进一步解决。针对上述问题,本项目将重点解决以下三个关键科学问题:(1)、NBN基高温压电陶瓷的掺杂及组分设计原则;(2)、基于陶瓷轧膜工艺的模板晶粒生长新工艺与NBN基高温压电陶瓷性能的关联;(3)、NBN基高温压电陶瓷本征与非本征导电机制及其高温压电性能的表征方法。通过本项目的研究,可望获得性能优异的NBN基高温压电陶瓷组成,掌握具有高Tc、高d33,且晶粒取向度可控的NBN基高温压电织构陶瓷制备工艺;掌握NBN基高温压电陶瓷电导率及压电性的温度变化特性,这对于高温压电传感器的设计具有重要意义。因而本项目研究具有重要的科学意义和应用价值。

结项摘要

随着工业及科学技术的发展,汽车电子、航空航天、清洁能源(如核能、风能、地热能)等领域对高温压电传感器提出了迫切需求。研究和开发具有良好压电性、高居里温度的高温压电陶瓷材料具有现实的紧迫性和必要性。本项目选择铋层状铁电体化合物铌酸铋钠体系,深入开展了陶瓷的组分设计、陶瓷的结构及性能等基础研究。本项目在执行期间,重点研究了如下关键科学问题:NBN基高温压电陶瓷的掺杂及组分设计原则;模板晶粒制备工艺、高温压电性能的表征方法及高温导电机制。特别是,在NBN的基高温压电陶瓷的掺杂及组分设计,取得了重要进展;在高温导电机制及高温压电性能表征取得了突破;采用常规的、传统的陶瓷制备工艺技术,获得了d33≥26 pC/N,TC≥790℃,在室温到775℃范围几乎无退极化的高温压电陶瓷材料组成;获得了d33≥17 pC/N,TC≥930℃,在室温到850℃范围退极化幅度仅为12%的高温压电陶瓷材料组成;正式发表SCI和EI核心期刊收录论文13篇;获得授权国家发明专利1份;培养博士1人,培养硕士6人,其中1位已获硕士学位。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Influence of (Li,Ce) Co-Doped on the Electrical Properties of Na0.5Bi2.5Nb2O9 Piezoceramics
(Li,Ce)共掺杂对Na0.5Bi2.5Nb2O9压电陶瓷电性能的影响
  • DOI:
    10.1080/10584587.2012.741496
  • 发表时间:
    2012-01
  • 期刊:
    Integrated Ferroelectrics
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    彭志航;包绍明;肖定全;朱基亮
  • 通讯作者:
    朱基亮
Crystal structure, dielectric and piezoelectric properties of Ta/W codoped Bi3TiNbO9 Aurivillius phase ceramics
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  • DOI:
    10.1016/j.cap.2014.10.011
  • 发表时间:
    2014-12-01
  • 期刊:
    CURRENT APPLIED PHYSICS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Peng, Zhihang;Yan, Dongxu;Zhu, Jianguo
  • 通讯作者:
    Zhu, Jianguo
Evolution of microstructure and dielectric properties of (LiCe)-doped Na0.5Bi2.5Nb2O9 Aurivillius type ceramics
(LiCe)掺杂Na0.5Bi2.5Nb2O9 Aurivilius型陶瓷微观结构和介电性能的演变
  • DOI:
    10.1016/j.cap.2013.03.008
  • 发表时间:
    2013-09
  • 期刊:
    Current Applied Physics
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Dan Liu;Yadan Wang;Dinquan Xiao;Jianguo Zhu
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhu
Effects of (Li,Ce) on the Dielectric, Piezoelectric and Impendence Properties of CaBi4Ti4O15 Piezoceramics
(Li,Ce)对CaBi4Ti4O15压电陶瓷介电、压电和阻抗性能的影响
  • DOI:
    10.1080/00150193.2013.821897
  • 发表时间:
    2013-01
  • 期刊:
    Ferroelectrics
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    Shaoming Bao;Yadan Wang;Dingquan Xiao;Jianguo Zhu
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhu
Correlation between lattice distortion and electrical properties on Bi4Ti3O12 ceramics with W/Ni modi?cations
W/Ni 改性 Bi4Ti3O12 陶瓷晶格畸变与电性能的相关性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Xiaohan Zhao;Chuang Kou;Dingquan Xiao;Jianguo Zhu
  • 通讯作者:
    Jianguo Zhu

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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    马伟;陈强;顾宏剑;郭赞如
  • 通讯作者:
    郭赞如

其他文献

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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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