Reprodukovatelnost a vztahy mezi přípravou, složením, mikrostrukturou a vlastnostmi piezoelektrické keramiky na bázi niobičnanu draselno-sodného (KNN)
Cíle projektu
Piezoelektrická keramika má jedinečné vlastnosti, které jí zajišťují využití v mnoha aplikacích jako senzory a akční členy. Kvůli obsahu olova však vzbuzuje tradiční piezoelektrická keramika na bázi PZT obavy. Přestože se keramika na bázi niobičnanu draselno-sodného (KNN) ukazuje být jednou ze slibných bezolovnatých alternativ, je u ní stále třeba překonat problémy, jako je špatná reprodukovatelnost, nízká dlouhodobá stabilita a její celková kvalita. Většina výzkumů zaměřená na KNN je empirická a založená na jednofaktorovém přístupu, který je časově náročný a neefektivní. Cílem navrhovaného projektu je proto aplikovat přístup „Design of Experiments“ (DOE) v kombinaci se strojovým učením ke studiu vlivu mnoha proměnných při každém kroku přípravy (včetně šumu – nekontrolovatelných proměnných) a k prozkoumání souhry mezi složením, mikrostrukturou a vlastnostmi. Projekt bude také využívat modelování k doplnění experimentálních dat. Posledním cílem projektu je optimalizace přípravy kvalitní KNN keramiky se zlepšenou reprodukovatelností.
Klíčová slova
Lead-free piezoelectrics ceramicspotassium sodium niobateKNNreproducibilityDesign of Experimentsceramics processing
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202400001
Hlavní účastníci
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologie
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
24-12848S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Reproducibility and processing-composition-microstructure-property relationships in potassium sodium niobate (KNN) piezoelectric ceramics
Anotace anglicky
Piezoelectric ceramics have unique properties that make them useful in various applications as sensors and actuators. However, traditional piezoelectric ceramics based on PZT have environmental and health concerns due to lead content, and potassium sodium niobate (KNN) based piezoelectrics have emerged as a promising lead-free alternative. Yet, KNN suffers from issues such as poor reproducibility, long-term stability, and overall performance. Most experimental research on KNN is empirical and based on a one-factor-at-a-time approach, which is time-consuming and inefficient. Therefore, the proposed project aims to use the Design of Experiments (DOE) approach in combination with machine learning to study the impact of numerous processing variables for each preparation step, including the noise (uncontrollable variables) and to investigate the interplay between composition, microstructure, and properties. The project will also employ modeling to complement the experimental data. The final goal is to propose optimized processing route for high-quality KNN with improved reproducibility.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20504 - Ceramics
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)JH - Keramika, žáruvzdorné materiály a skla
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2024
Ukončení řešení
31. 12. 2026
Poslední stav řešení
B - Běžící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
4 943 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 784 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
132 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
27 tis. Kč
Uznané náklady
4 943 tis. Kč
Statní podpora
4 784 tis. Kč
0%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Ceramics
Doba řešení
01. 01. 2024 - 31. 12. 2026