掺杂作为重要的材料改性方法，在压电陶瓷微结构优化与力、电性能提升方面有着重要应用。本书基于作者十余年来在压电陶瓷掺杂研究方面的工作积累，对多元系复杂结构压电陶瓷掺杂机理、改性技术和相关压电器件应用进行了系统的介绍。全书主要包括以下内容：第1章绪论，第2章压电陶瓷基体的结构与性能，第3章压电变压器用陶瓷掺杂改性和第4章能量收集器用陶瓷掺杂改性。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 弛豫铁电体与多元系压电陶瓷 1
1.1.1 弛豫铁电体与钙钛矿稳定性 1
1.1.2 多元系压电陶瓷结构与性能 8
1.2 PZN-PZT压电陶瓷的研究现状 15
1.2.1 PZN-PZT基体调控与制备技术 16
1.2.2 PZN-PZT掺杂行为与器件应用 21
1.3 本书研究方法与内容安排 33
1.3.1 样品合成与测试表征 33
1.3.2 本书各章节内容安排 35
参考文献 36
第2章 压电陶瓷基体的结构与性能 48
2.1 烧结温度与介电弛豫行为的变化关系 48
2.1.1 烧结温度对显微结构的影响规律 48
2.1.2 烧结温度对介电弛豫的影响规律 52
2.2 退火气氛与介电弛豫行为的变化关系 58
2.2.1 不同退火气氛条件下的介电弛豫特性 58
2.2.2 退火气氛影响弛豫性的物理机制 61
2.3 细晶陶瓷体的准同型相界迁移现象 65
2.3.1 晶粒尺寸相关的显微结构与相变 65
2.3.2 细晶陶瓷体电学与力学性能的变化 71
2.4 缺陷偶极子的形成与内偏场演变机制 75
2.4.1 烧结温度与物相和形貌的关联性 75
2.4.2 内偏场的形成及其与压电性能的关系 80
2.5 富锆区复合体系微结构与电学行为 86
2.5.1 低PZN含量陶瓷反铁电相变行为 86
2.5.2 高PZN含量陶瓷电学温度稳定性 95
2.6 本章小结 100
参考文献 101
第3章 压电变压器用陶瓷掺杂改性 107
3.1 压电变压器用陶瓷材料的成分设计 107
3.1.1 压电变压器的结构与工作原理 107
3.1.2 压电变压器的材料成分设计准则 112
3.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Cr掺杂行为 121
3.2.1 Cr掺杂对显微结构的影响规律 121
3.2.2 Cr掺杂对电学性能的影响规律 125
3.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Mn掺杂行为 127
3.3.1 Mn掺杂对显微结构的影响规律 127
3.3.2 Mn掺杂对电学性能的影响规律 133
3.4 PZN-PZT掺杂Mn陶瓷体系的工艺研究 135
3.4.1 气氛保护与掺Mn体系的结构演化 135
3.4.2 烧结温度与掺Mn体系的性能优化 141
3.5 PZN-PZT多元系陶瓷的Cu掺杂行为 145
3.5.1 Cu掺杂对显微结构的影响规律 145
3.5.2 Cu掺杂对电学性能的影响规律 149
3.6 PZN-PZT多元系陶瓷的Li掺杂行为 151
3.6.1 Li掺杂对显微结构的影响规律 151
3.6.2 Li掺杂对电学性能的影响规律 154
3.7 PMZN-PZT超大功率陶瓷的结构与性能 158
3.7.1 PMnN对显微结构的影响规律 158
3.7.2 PMnN对电学性能的影响规律 162
3.8 PZN-PZT基压电变压器的构建与分析 164
3.8.1 Rosen型压电变压器的制备工艺 164
3.8.2 Rosen型压电变压器的性能分析 166
3.8.3 Rosen型压电变压器的老化行为 167
3.9 本章小结 170
参考文献 171
第4章 能量收集器用陶瓷掺杂改性 178
4.1 能量收集器用压电陶瓷的成分设计 178
4.1.1 压电能量收集器的结构与原理 178
4.1.2 能量收集用压电陶瓷的性能要求 180
4.2 PZN-PZT多元系陶瓷的Sr掺杂行为 184
4.2.1 Sr掺杂对显微结构的影响规律 184
4.2.2 Sr掺杂对电学性能的影响规律 187
4.3 PZN-PZT多元系陶瓷的Co掺杂行为 192
4.3.1 Co掺杂体系的微结构与液相烧结 192
4.3.2 Co掺杂体系的溶解度阻抗谱分析 197
4.3.3 Co掺杂对电学性能的影响规律 200
4.4 PZN-PZT多元系陶瓷的Ni掺杂行为 202
4.4.1 Ni掺杂对显微结构的影响规律 202
4.4.2 Ni重掺杂诱导钛铁相的形成机制 205
4.4.3 Ni掺杂对力电性能的影响规律 207
4.5 PZN-PZT陶瓷第Ⅷ族离子掺杂行为 210
4.5.1 第Ⅷ族离子取代机制的分析 210
4.5.2 第Ⅷ族离子取代机制的验证 216
4.6 PZN-PZT/Ag复合材料结构与电学行为 222
4.6.1 低Ag含量复合材料的力电性能 222
4.6.2 高Ag含量复合材料的储能特性 230
4.7 PZN-PZT基压电能量收集器的构建与评价 238
4.7.1 掺杂压电能量收集材料的性能优化 238
4.7.2 悬臂梁能量收集器的发电特性测试 242
4.8 本章小结 246
参考文献 247
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