Influence of Structural Phase Transitions on the Mechanical Behavior of Lead-Free Potassium Sodium Niobate Piezoceramics

结构相变对无铅铌酸钾钠压电陶瓷力学行为的影响

基本信息

项目摘要

A growing critical environmental issue exists related to the increasing use of toxic lead-based piezoelectric ceramics for various sensor and actuator applications. There have been substantial scientific and industrial efforts towards the development of lead-free alternatives, which have led to the identification of various potential material systems. Polycrystalline (KxNa1- x)NbO3 (KNN) remains one of the most promising candidates, with a high Curie point, stable electromechanical response over a wide usable temperature range, high acoustic vibration velocities, and low density. Despite the numerous advancements in tailoring the electromechanical properties, there has been very little work on understanding the mechanical response, in particular the fracture behavior, which is crucial for reliable commercial implementation. During operation piezoelectric ceramics are often exposed to high operating temperatures and large compressive stress, used to reduce cracking. Therefore, the aim of this project is to use combined and complementary experimental techniques and expertise in Germany and China to characterize the temperature-dependent mechanical properties and in situ stress-dependent crystal structure of KNN with various advanced novel measurement techniques.
越来越多的关键环境问题与对各种传感器和执行器应用的有毒铅压电陶瓷的使用日益增加有关。为了开发无铅替代方案,已经实现了大量的科学和工业努力,这导致了各种潜在材料系统的识别。多晶(KXNA1-X)NBO3(KNN)仍然是最有前途的候选者之一,具有较高的居里点,在宽的可用温度范围内稳定的机电响应,高声振动速度和低密度。尽管定制机电特性方面取得了许多进步,但在理解机械反应,特别是断裂行为方面的工作很少,这对于可靠的商业实施至关重要。在操作过程中,压电陶瓷通常会暴露于高工作温度和较大的压力应力,用于减少开裂。因此,该项目的目的是使用各种先进的新颖的测量技术,使用德国和中国的组合和互补实验技术和专业知识来表征KNN的温度依赖性机械性能和原位应力依赖性晶体结构。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Deformation and bending strength of high performance lead‐free piezoceramics
高性能无铅压电陶瓷的变形和弯曲强度
Alkali volatilization of (Li,Na,K)NbO3-based piezoceramics and large-field electrical and mechanical properties
(Li,Na,K)NbO3基压电陶瓷的碱挥发及大场电学性能
  • DOI:
    10.2109/jcersj2.20201
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Nishiyama H;Martin A;Hatano K;Kishimoto S;Sasaki N;Webber KG;Kakimoto K
  • 通讯作者:
    Kakimoto K
High temperature piezoelectric response of polycrystalline Li-doped (K,Na)NbO3 ceramics under compressive stress
  • DOI:
    10.1063/1.5134554
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Alexander Martin;N. Khansur;U. Eckstein;K. Riess;K. Kakimoto;K. Webber
  • 通讯作者:
    Alexander Martin;N. Khansur;U. Eckstein;K. Riess;K. Kakimoto;K. Webber
Stress-modulated optimization of polymorphic phase transition in Li-doped (K,Na)NbO3
  • DOI:
    10.1063/5.0016072
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    N. Khansur;Alexander Martin;K. Riess;H. Nishiyama;Keiichi Hatano;Ke Wang;Jingfeng Li;K. Kakimoto-K.-Kak
  • 通讯作者:
    N. Khansur;Alexander Martin;K. Riess;H. Nishiyama;Keiichi Hatano;Ke Wang;Jingfeng Li;K. Kakimoto-K.-Kak
Electric-field-induced strain of (Li,Na,K)NbO3-based multilayered piezoceramics under electromechanical loading
  • DOI:
    10.1063/5.0029615
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    H. Nishiyama;Alexander Martin;Keiichi Hatano;Sumiaki Kishimoto;Nobuhiro Sasaki;N. Khansur;K. Webber;K. Kakimoto
  • 通讯作者:
    H. Nishiyama;Alexander Martin;Keiichi Hatano;Sumiaki Kishimoto;Nobuhiro Sasaki;N. Khansur;K. Webber;K. Kakimoto
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel其他文献

Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Jürgen Rödel', 18)}}的其他基金

Mechanical doping of strontium titanate
钛酸锶的机械掺杂
  • 批准号:
    398795637
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Toughening of bismuth-based lead-free piezoceramics
铋基无铅压电陶瓷的增韧
  • 批准号:
    229436520
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Lead-free piezoelectric single crystals with high strain: orientation dependance, polarization rotation and morphotropic phase boundaries
高应变无铅压电单晶:取向依赖性、极化旋转和同形相界
  • 批准号:
    194906439
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Herstellung und Schaltverhalten neuer wismuthaltiger Hochtemperaturpiezokeramiken
新型含铋高温压电陶瓷的制备及开关行为
  • 批准号:
    14926878
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Strategien zur Zukunftssicherung der keramischen Forschung
确保陶瓷研究未来的策略
  • 批准号:
    5456543
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Anisotropieentwicklung beim Foliengießen, Trocknen und Sintern keramischer LTCC-Substrate (Low Tmeperatur Co-fired Ceramics)
陶瓷 LTCC 基板(低温共烧陶瓷)的薄膜流延、干燥和烧结过程中的各向异性发展
  • 批准号:
    5435066
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Crack growth in ferroelectrics driven by cyclic electric loading
循环电负载驱动的铁电体裂纹扩展
  • 批准号:
    5397373
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Crack opening displacement, crack closure stresses and R-curves in ceramics as function of crack geometry and stress field
陶瓷中裂纹张开位移、裂纹闭合应力和 R 曲线作为裂纹几何形状和应力场的函数
  • 批准号:
    5254161
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Thin film sintering
薄膜烧结
  • 批准号:
    5235156
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Experiment and computer simulation on microcracking in oxide ceramics due to an anisotropy in thermal expansion
氧化物陶瓷热膨胀各向异性微裂纹的实验与计算机模拟
  • 批准号:
    5271866
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

高层钢结构建模-优化-深化的跨阶段智能设计方法
  • 批准号:
    52308142
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
深埋矿山大结构采场中高阶段矿柱破裂失稳机制及前兆信息研究
  • 批准号:
    42377175
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
服役阶段超高层钢管混凝土框架-核心筒结构动力性能劣化机理与量化评价方法研究
  • 批准号:
    52378296
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于卡尔曼滤波的钢结构大应变柔性压阻多阶段精准传感模型
  • 批准号:
    52308315
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
损伤分阶段可控的高性能钢框架-支撑结构抗震机理及优化设计研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Impact of Social Determinants of Health on Engagement in Medication for Opioid Use Disorder Treatment: Development and Validation of a Clinical Vignette-based Study
健康的社会决定因素对阿片类药物使用障碍治疗药物参与的影响:基于临床小插图的研究的开发和验证
  • 批准号:
    10786257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Probing the prevalence and molecular mechanisms of phase separation by fusion oncoproteins
探讨融合癌蛋白相分离的普遍性和分子机制
  • 批准号:
    10313054
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Determination of factors that influence addiction-related outcomes following brain injury
确定影响脑损伤后成瘾相关结果的因素
  • 批准号:
    10112760
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
HAPLN1 mediates collagen remodeling during aging to influence melanoma and immune cell motility
HAPLN1 在衰老过程中介导胶原蛋白重塑,从而影响黑色素瘤和免疫细胞运动
  • 批准号:
    9538311
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
HAPLN1 mediates collagen remodeling during aging to influence melanoma and immune cell motility
HAPLN1 在衰老过程中介导胶原蛋白重塑,从而影响黑色素瘤和免疫细胞运动
  • 批准号:
    9768146
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了