38、铁电体冲击去极化研究

铁电体冲击去极化研究

1. 铁电陶瓷的应用研究

铁电陶瓷在脉冲功率领域有着重要的应用，研究人员对不同成分的铁电陶瓷进行了多方面的探索。

1.1 PZT 95/5 的应用研究

Wang、Dai、Sun 和 Chen 等人对 PZT 95/5 的相变可能应用进行了研究，其中一个重要应用是爆炸能量转换器。他们在实验中取得了以下成果：
- 对短路负载，能提供高达 1 kA 的电流。
- 对开路负载，可产生 15 kV 的电压。
- 对电感负载，能提供 0.5 J/cm³的能量。

Wang 还测试了掺杂不同元素（Nb 和 Sb）的 PZT 95/5 铁电发电机（FEG）。研究发现，Nb 掺杂效果最佳，因为 Nb 增加了材料的电阻率，增强了畴取向，进而提高了 PZT 95/5 的剩余自发极化、介电常数和压电常数。此外，他们使用横向模式运行的 FEG 驱动三种类型的负载，具体情况如下表所示：
| 负载类型 | PZT 样品尺寸（cm） | 负载参数 | 实验结果 |
| — | — | — | — |
| 短路负载 | 0.5 × 28 × 1 | - | 典型测量电流约 330 A |
| 电容 - 电阻负载 | 4 × 4 × 1 | 975 pF 电容，39 kΩ 电阻 | 负载两端可产生 107 kV 电压 |
| 电容 - 电感负载 | 0.5 × 7 × 1 | 3.9 nF 电容，59 µH 电感 | 电感中存储的最大能量密度为 0.243 J/cm³，远低于去极化前系统存储的能量密度，可能是去极化过程中存在泄漏电流导致大量电荷损失 |

1.2 PZT 5