Designing Sustainable Materials for Energy Applications
Notice bibliographique
Résumé
Piezoelectric materials generate an electric charge in response to mechanical stress and vice versa. Lead Zirconate Titanate, Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT) is the current industry standard and the basis for almost all generators, actuators, sensors and related applications critical in today’s technology. Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 shows a piezoelectric coefficient (d33) of 200-600 pC/N. However, because of the impact of lead on the environment and human health, considerable demands have been placed on the scientific community to discover a sustainable lead-free alternative. Here, we synthesize and investigate the structure-property relationships of environmentally friendly piezoelectric ceramics using neutron powder diffraction data from POWGEN and guided by computational approaches. Such relationships are critical to the design and optimization of piezoelectric devices. Neutrons offer a good contrast between heavy and light atoms compared to X-rays. So, this work is crucial to investigate the octahedral tilts of these materials adopting the perovskite structure and further understand how the structure has an impact on their physical properties. The results of the structure-property relationships of the following lead-free piezoelectric ceramics will be presented: The system (1-x) BaZr0.2Ti0.8O3 -x Ba0.7Ca0.3TiO3, which is the first lead-free piezoelectric material with a significantly high enough d33 ∼ 620 pC/N at x = 0.50, that could replace PZT in certain applications. In this study, we re-investigate its phase diagram as a function of temperature. The solid solution between Bi(Ti3/8Fe2/8Mg3/8)O3 (BTFM) and PbTiO3 (PT). BTFM-xPT shows a competitive d33 of 145 pC/N, and a high Curie temperature (Tc) of 625-650 °C for 0.625BTFM-0.375PT, which is important for high temperature applications. Lastly, we are performing density functional theory calculations to predict phase stability and ferroelectric performance of materials.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».