梯度KNN陶瓷

140 °C 压电漂移 < 3.5%

采用多相共存梯度设计，同时获得高热稳定性和高压电性能，使无铅换能器首次在超过100 °C下实现成像。

全熠 · 邢洁 · Fei, Chunlong · Tan, Zhi · 赵天龙 · Sun, Xinhao · Zhao, Jinyan · 董广志 · 任巍 · 杨银堂 · Zhu, Jianguo

ACS Applied Materials & Interfaces 2025

具体参数

压电常数偏差

{'zh': '<3.5', 'en': '<3.5'} %

工作温度范围

{'zh': '30–120', 'en': '30–120'} °C

最高成像温度

{'zh': '>100', 'en': '>100'} °C

技术优势

压电性能更稳

梯度陶瓷具有O-T/R-O-T/R-T多晶相共存结构，原位压电常数偏差在140 °C下低于3.5%，温度波动下性能保持稳定。

高温下也能成像

基于该陶瓷的换能器在30–120 °C范围内表现出稳健热稳定性和高分辨率成像，并首次在超过100 °C时成功演示C扫描成像。

可无铅替代

器件为无铅KNN基超声换能器，避免了铅基压电陶瓷的环境与健康风险。

应用场景

• 高温无损检测：在高温环境中替代传统接触式检测，实现不停机成像。
• 超声换能器：作为无铅压电元件，用于构建宽温域高分辨率超声换能器。
• 高温压电陶瓷：在高温下保持压电响应稳定，延长器件在严苛环境中的寿命。