织构PIN-PSN-PT压电陶瓷

软硬兼备 宽温高FOM

通过织构、受主掺杂与水淬协同设计，这种陶瓷同时具备软硬压电特性，适合宽温域器件。

Leng, Haoyang · Wang, Yu · Yan, Yongke · Karan, Sumanta Kumar · Wang, Ke · Li, Xiaotian · Fanton, Mark A. · Fox, Joshua J. · Priya, Shashank

Small 2023

参数信息

机械品质因数×机电耦合系数（Qm×k²）

227–261

压电系数×电压系数（d33×g33）

28–35 ×10⁻¹² m² N⁻¹

介电损耗（tan δ）

0.3–0.39 %

技术优势

软硬性能兼得

织构与受主掺杂协同，在保持高压电常数的同时获得高机械品质因数，突破二者相互制约的瓶颈。

谐振品质因数极高

Qm×k² 达 227–261，超过现有最优压电材料，使谐振器件能量损耗大幅降低。

室温水淬极化

水淬诱导菱方相形成，在室温即可完成极化，免去传统高温极化工艺。

应用场景

• 超声换能器：兼顾高Qm与高k，谐振工作损耗极低，可制备高效换能器。
• 压电驱动器：高d33与g33提供大位移输出，宽温区确保驱动精度稳定。
• 振动能量收集：高压电系数与低介电损耗提升机电转换效率，适合振动能量采集。
• 高温压电传感器：相变温度高达190°C，传感器在高温环境下仍能稳定输出。
• 医用超声成像：高机电耦合系数提高成像分辨率，低损耗改善信噪比。