BYF共掺杂PZT陶瓷

高压电与宽温区兼得

通过两相共存与局域异质结构，同时实现高压电系数与高居里温度，打破传统压电陶瓷中两者难以兼顾的限制。

Huang, Yunyao · Zhang, Leiyang · Jing, Ruiyi · Tang, Mingyang · Alikin, Denis O. · Shur, V. Y. · 魏晓勇 · 靳立

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

压电系数 d₃₃

{'zh': '467', 'en': '467'} pC N⁻¹

居里温度 T_C

{'zh': '381', 'en': '381'} °C

机电耦合系数 kp

{'zh': '68', 'en': '68'} %

矫顽场 E_c

{'zh': '12', 'en': '12'} kV cm⁻¹

原位 d₃₃

{'zh': '790', 'en': '790'} pC N⁻¹

技术优势

压电系数高

0.01BYF(0.6)-PZT 组分的室温 d₃₃ 达到 467 pC N⁻¹，得益于菱方与四方相共存及局域异质结构增强的协同效应。

耐高温

居里温度高达 381 °C，使该陶瓷可在远高于常规 PZT 的温度下仍保持压电性。

宽温区稳定

在 30–350 °C 范围内原位 d₃₃ 高达 790 pC N⁻¹，展现优异的温度稳定性。

机电耦合强

机电耦合系数 kp 达 68%，意味着电能与机械能转换效率高。

应用场景

• 高温压电传感器：在高温环境中仍保持高灵敏度和线性响应，适用于极端工况下的声发射、振动等信号监测。
• 高温驱动器：高压电系数和大机电耦合因子确保在高温下仍能产生足够位移和力输出。
• 航空结构监测：宽温区内长期稳定工作，可嵌入机身/发动机热端部件进行实时结构健康监测。
• 发动机振动监测：耐 350 °C 以上高温，可直接贴附于发动机壳体或排气管进行振动频谱分析。