应力改性BCTZ压电陶瓷

压电与居里温度兼得

通过BaAl2O4次相引入内应力，同时提升居里温度和压电系数，突破无铅压电陶瓷的性能权衡。

Su, Yuanhui · Huan, Yu · Wang Jianli · Sun, Wei · 魏涛 · Cheng, Zhenxiang

Nature Communications 2025

具体参数

压电系数d33

{'zh': '650 ± 16', 'en': '650 ± 16'} pC N^-1

逆压电系数d33*

{'zh': '1070', 'en': '1070'} pm V^-1

居里温度TC

{'zh': '96.5 ± 1.0', 'en': '96.5 ± 1.0'} °C

技术优势

压电与居里温度兼得

内应力引起晶格畸变和相比例调制，同时提高TC和d33。

应力工程简单可行

通过引入BaAl2O4次相的热膨胀失配产生内应力，无需复杂工艺。

性能位居前列

d33和TC的组合使其处于无铅BaTiO3基压电陶瓷的前沿。

应用场景

• 压电传感器：高d33提升灵敏度，宽温域保证稳定性。
• 压电致动器：高d33*提供大位移，高TC允许在较高温下运行。
• 压电换能器：高d33和宽温域提升电声转换效率。
• 能量收集：高d33提高机械能-电能转换效率。