Cold Sintering of Piezoelectric Composites

压电复合材料的冷烧结

基本信息

  • 批准号:
    EP/V002155/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.46万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This overseas travel grant will enable Dr. James Roscow (University of Bath) to visit and collaborate with Professor Clive Randall's group at Penn State University (PSU), USA, to investigate the use of the Cold Sintering Process (CSP) as a novel method for fabricating piezoelectric ceramic-based composites for ultrasonic transducer applications. The manufacturing of ceramics is an energy intensive process that had changed little in the past 10,000 years until the recent development of CSP by Randall's group (first papers published in 2016). Conventionally, inorganic ceramic materials with high melting points in a powder form are shaped, either with the aid of a liquid to form a slip before casting or through compaction under pressure, before first drying and then firing (sintering) at high temperatures (>1000 C) to consolidate and densify the polycrystalline structure. CSP, on the other hand, uses the controlled introduction of a liquid phase into the organic powder prior to the simultaneous application of pressure (typically 100-300 MPa) and moderate temperatures (~200 C) to densify the ceramic. As such, CSP has the potential to reduce the required energy for fabricating piezoelectric ceramics, and composites derived there-of, by more than 50% compared to traditional high temperature sintering approaches. Furthermore, this technique enables the direct co-sintering of ceramic and polymer phases, reducing the need for post-machining process that increase the cost of fabricating piezoelectric composites, which are widely used in medical ultrasound and SONAR devices. This overseas travel grant aims to bring together the PI's expertise in the microstructure-property relationships of piezoelectric composites with Prof. Randall's world leading expertise in the low energy processing and properties of functional ceramics, and will constitute a new collaboration between an Early Career Research, Dr. Roscow, and Prof. Randall's world leading research group at PSU.
这项海外旅行赠款将使詹姆斯·罗斯科(James Roscow)博士(巴斯大学)能够与美国宾夕法尼亚州立大学(PSU)的克莱夫·兰德尔(Clive Randall)教授进行参观并合作,调查使用冷烧结过程(CSP)作为制造压电陶瓷化合物在超声传输应用程序中的新方法。陶瓷的制造是一个能源密集型过程,在过去的10,000年中,直到兰德尔小组最近开发的CSP(第一篇论文发表于2016年)。通常,以粉末形式形状的无机陶瓷材料借助液体在铸造前形成滑动,或者在压力下通过压力形成滑动,然后先干燥,然后在高温(> 1000 c)固结(> 1000 c)以巩固并使多晶结构固结。另一方面,CSP在同时施加压力(通常为100-300 MPa)和中等温度(〜200 c)之前,将液相的受控引入到有机粉末中,以使陶瓷密集。因此,与传统的高温烧结方法相比,CSP有可能减少制造压电陶瓷的所需能量,并降低其衍生的复合材料。此外,该技术可以直接将陶瓷和聚合物阶段的共同插入,从而减少了进行后期的过程,从而增加了制造压电复合材料的成本,这些压电复合材料被广泛用于医疗超声和声纳设备。这项海外旅行补助金旨在将PI在压电复合材料的微观结构 - 专业关系中与Randall教授的世界领先的专业知识汇集在一起​​,在功能陶瓷的低能处理和特性方面,将构成早期职业研究的新合作,Roscow博士,Randall教授Randall的世界领先的PSU研究小组。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The unusual case of plastic deformation and high dislocation densities with the cold sintering of the piezoelectric ceramic K0.5Na0.5NbO3
压电陶瓷 K0.5Na0.5NbO3 冷烧结时出现塑性变形和高位错密度的异常情况
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  • 通讯作者:
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