基于高温压电传感器用铌酸铋钙压电陶瓷的高温导电机制、温度稳定性及抗冲击性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872166
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0206.功能陶瓷
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Bismuth layer-structured piezoelectric ceramics are characterized by high Curie temperature, which can be acted as the key components in high-temperature piezoelectric sensors in many fields, such as energy sources, aeronautics and astronautics, metallurgy and chemical industries. However, the piezoelectric properties of these series ceramics are very poor. Moreover, the conductivity increases sharply at high temperature, resulting in poor thermal stabilities, and then limiting their applications at high temperature. Up to now, there is still lack of systematical investigations of their conduction mechanisms and anti-shock properties. Recently, the high performance calcium bismuth niobate piezoelectric ceramics were successfully obtained. In this proposal, the piezoelectric properties of calcium bismuth niobate will be optimized by ions substitutions, different sintering approaches, oxygen atmosphere sintering. The conduction mechanisms will be deeply analyzed by investigating the effects of oxygen vacancies and bismuth ions vacancies in (Bi2O2)2+ layer, and oxygen atmosphere sintering on the conductivity. The aim of this proposal is to obtain high piezoelectric activities calcium bismuth niobate piezoelectric ceramics and piezoelectric sensors, which can work well up to 500℃. The achievements in this proposal are helpful to understand the conduction mechanisms of bismuth layer-structured piezoelectric materials, and promote the development of novel bismuth layer-structured piezoelectric materials and related devices.
压电加速度传感器广泛应用于航空航天、能源、建筑、汽车等行业的振动与冲击测量。铋层状结构材料具有高的居里温度,可用作高温压电传感器的核心元件。但是该类材料高温时电导率增加,导致性能稳定性下降,工作温度范围受到限制。而且荷载的长期效应、疲劳效应导致该类材料的抗冲击性能较差,严重影响压电传感器的准确监控或测量,以及器件的正常使用和服役寿命。目前国内外对其高温导电机理、原位压电性能温度稳定性以及抗冲击性能尚缺乏系统的研究。本申请拟以高居里温度铌酸铋钙为出发点,优化其压电性能的高温稳定性;研究铋层中氧空位、铋离子缺位及气氛烧结对其高温导电性能、压电性能的高温稳定性以及抗冲击性能的影响,揭示导电机理,降低高温电导率,提高压电性能的温度稳定性和抗冲击性能,最终获得可在500℃以上稳定工作的高温压电材料和传感元器件。本项目有助于深刻了解该类材料的导电机理,促进实用高温压电材料和压电传感器件的研制。

结项摘要

压电加速度传感器广泛应用于航空航天、能源、建筑、汽车等行业的振动与冲击测量。铋层状结构材料具有高的居里温度,可用作高温压电传感器的核心元件。但是该类材料高温时电导率增加,导致性能稳定性下降,工作温度范围受到限制。而且荷载的长期效应、疲劳效应导致该类材料的抗冲击性能较差,严重影响压电传感器的准确监控或测量,以及器件的正常使用和服役寿命。目前国内外对其高温导电机理、原位压电性能温度稳定性以及抗冲击性能尚缺乏系统的研究。本申请拟以高居里温度铌酸铋钙为出发点,优化其压电性能的高温稳定性;研究铋层中氧空位、铋离子缺位及气氛烧结对其高温导电性能、压电性能的高温稳定性以及抗冲击性能的影响,揭示导电机理,降低高温电导率,提高压电性能的温度稳定性和抗冲击性能,最终获得可在500℃以上稳定工作的高温压电材料和传感元器件。本项目有助于深刻了解该类材料的导电机理,促进实用高温压电材料和压电传感器件的研制。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Significantly enhanced dc electrical resistivity and piezoelectric properties of Tb-modified CaBi2Nb2O9 ceramics for high‐temperature piezoelectric applications
用于高温压电应用的 Tb 改性 CaBi2Nb2O9 陶瓷的直流电阻率和压电性能显着增强
  • DOI:
    10.1111/jace.18464
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of the American Ceramic Society
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Juan-Nan Chen;Qian Wang;Xian Zhao;Chun-Ming Wang
  • 通讯作者:
    Chun-Ming Wang
高温压电材料、器件与应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    吴金根;高翔宇;陈建国;王春明;张树君;董蜀湘
  • 通讯作者:
    董蜀湘
复合离子(NaCe)取代SrBi4Ti4O15陶瓷的介电、铁电、压电特性研究
  • DOI:
    10.14106/j.cnki.1001-2028.2019.03.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电子元件与材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郇正利;闫锋;王文林;陆宏婷;王春明
  • 通讯作者:
    王春明
Dielectric properties and electrocaloric effect of yttrium-modified BaTiO3 ceramics
钇改性BaTiO3陶瓷的介电性能及电热效应
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2021.03.192
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Ye Zhao;Qian Wang;Jun-Hu Lv;Xian Zhao;Chun-Ming Wang
  • 通讯作者:
    Chun-Ming Wang
Regulating the electronic and optic properties of hexagonal boron nitride nanosheets via phosphorus doping
通过磷掺杂调节六方氮化硼纳米片的电子和光学性质
  • DOI:
    10.1209/0295-5075/129/37001
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    EPL (Europhysics Letters)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Zhang;Bin Zhang;Yuanlie Yu;Chun-Ming Wang
  • 通讯作者:
    Chun-Ming Wang

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其他文献

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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王春明
  • 通讯作者:
    王春明
三峡库区澎溪河消落带落干期土壤硝化强度及影响因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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    --
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周国利;宋雨霏;李军;郭彦;王春明;张吉清
  • 通讯作者:
    张吉清

其他文献

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王春明的其他基金

放电等离子烧结铌酸铋钙织构陶瓷的制备研究与压电性能优化
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  • 批准年份:
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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