新型电致伸缩材料及应用

机—电材料的最新课题之一——大电致伸缩材料,在中心对称晶体中观察到的电致伸缩效应是二次机电耦合效应,其主要特点是没有电滞现象及老化影响.本文评述了Cross等人研制的PMN系组份及我们最近研制的La:PZT组份的电致伸缩特性,并介绍了利用这些新型材料制作的位移致动器,非线性机-电换能器在精密机械、光学、电-声学方面的应用情况.     

新型电致伸缩材料

虽然电致伸缩是一种基本的机-电耦合效应,但是对它的实验研究开展得较迟.其原因是由于电致伸缩效应是二次效应,通常由感应产生的形变量是非常之小给实验带来了困难.现在对于常用单晶的电致伸缩系数大部分尚未测定,在这种情况下要对电致伸缩的理论(微观的)作解释是困难的.但是,近年来在天文学、光学的领域里希望得到能够微秒地调节光角度、光路程的位移元件.由于这些应用上的要求,使得电致伸缩效应开始引起了人们的注意.     

电可控机电耦合特性的研究

基于经典的压电学第一，第二类方程，引入铁电体中普遍存在的电致伸缩效应，本文导出了电可控机电耦合特性的关系式，该式表明电可控机电耦合效应主要起源于铁电体的电致伸缩效应，电致伸缩效应愈强，可控范围愈大；具有弥散相变的铁电体可控范围要远大于尖锐相变的铁电体。理论结果和实验相一致。     

电致伸缩陶瓷材料的最新进展

本文扼要地叙述了由于材料的扩散相变所引起的介电弛豫和电致伸缩效应的原理。并讨论PMN基陶瓷、Ba-PZT和La-PZT系等弛豫铁电体陶瓷的介电性能和电致伸缩性能。然后阐述了当前国内外研制电致伸缩陶瓷材料的概况。     

电致伸缩陶瓷微位移器非线性的数值方法补偿

本文通过对电致伸缩陶瓷材料的非线性进行分析。找到了补偿电致伸缩陶瓷非线性的数值方法，并对不同回程大小的电滞回线进行了分段处理，使补偿结果更为精确。     

关于电致伸缩方程

本刊1982年第4期发表了四川大学许祖谦老师的“铁电陶瓷中的压电效应和电致伸缩效应”一文后,许多读者对铁电陶瓷呈现出的压电效应的机理提出许多看法。为此,本刊于1984年第2期发表了山东大学胡启文老师的“晶体和陶瓷中的压电效应与电致伸缩效应”一文,又引起了许多读者的反映,现将天津大学王裕斌老师的“关于电致伸缩方程”一文发表。至今,关于铁电陶瓷呈现出的压电效应包括“直接压电效应”和“等压电效应”的机理仍在争论不休,我们认为这种学术上的讨论是严肃认真的,本刊编辑部感谢广大学者的支持,并就此专题讨论暂告一段落。     

两种压电陶瓷微位移器的特性分析与实验对比

压电和电致伸缩材料，根据其压电和电致伸缩效应，可作为新型的微位移器件。它具有结构紧凑、体积小、分辨率高、控制简单等优点。不存在发热问题，容易实现０．０１μｍ的位移精度。在精密机械及航空航天精密工艺中得到了广泛应用。本文对这两种材料的机电耦合效应进行了描述。并通过实验曲线对两种典型的压电和电致伸缩材料的特性进行了分析对比，指出了各自的适用范围。     

压电／电致伸缩材料及驱动器的新技术与应用

压电／电致伸缩驱动器是一种广泛使用的驱动器,文章概括总结了几种压电／电致伸缩新材料的发展方向,同时还介绍了几种新型驱动模式和超声电机的研究动态,并对压电／电致伸缩驱动器的发展前景予以展望。     

电致微位移器及材料

随着对精密位移系统需要的不断增长,用机械精密位移器已经不能满足多方面的要求.但是,现在有一种具有相当大的行程和高调准精度的新颖的电致微位移器可以提供使用.它们以其许多有利的特性已成功地使用于各方面.本文介绍了电致微位移器的一些基本特性、应用前景及最近的研制情况.并对适用于制造微位移器的材料的压电效应、电致伸缩效应及铁电-铁弹效应进行了讨论.     

电致伸缩陶瓷致动器及其应用

本文叙述了电致伸缩效应、材料及器件结构原理.重点介绍了致动器近年来在精密机械、大规模集成电路设备、光通讯控制等方面越精定位技术上的应用.预计在今后的微电机时代,电致伸缩致动器将是亚微米超精定位技术的关键部件.     

单轴应力下热氧化SiO_2的介电电致伸缩系数研究

微机电系统和集成电路中常用的热氧化SiO2是各向同性材料,研究了其在单轴应力场中介电常数的变化规律。依据介质在自由和束缚两种边界条件下受到单轴应力作用产生的应变不同,从电动力学基本关系出发推导了各向同性电介质两种边界下的介电电致伸缩系数计算公式,表明介电电致伸缩系数是与电介质的初始介电常数、杨氏模量和泊松比有关的常数。计算得到热氧化SiO2薄膜在自由和束缚条件下的介电电致伸缩系数M12分别为-0.143×10-21和-0.269×10-21 m2/V2。搭建了基于三维微动台的微位移加载系统,测量了在单轴应力下微悬臂梁SiO2薄膜电容的变化,测量得到热氧化SiO2薄膜的M12为(-0.19±0.01)×10-21 m2/V2,表明实际SiO2薄膜介质层的边界条件处于自由和束缚之间。     

弛豫铁电体PZT:La陶瓷的电致伸缩效应的研究

在详细分析弛豫铁电体大电致伸缩材料PMN和PZT:Ba以及铁电陶瓷材料PZT:La的结构及性能的基础上,研制成一种新型的电致伸缩陶瓷材料——弛豫铁电体陶瓷PZT:La-481;并对其结构特征及物理性能作了系统研究,结果表明其性能比国外研制的PMN和PZT:Ba要好些,这种材料的电致伸缩量大,温度敏感性小,是一种有用的换能器材料。     

简并四波混频中后向共轭波产生的机制

本文描述了简并的四波混频中产生后向共轭波的各种机制:介质的三阶非线性极化率x、热致光栅、饱和吸收、激光诱导声波、电致伸缩效应等。分析了在透明介质和吸收介质中各种机制的作用、特点及所引起的后向共轭波的时间特性。     

电致伸缩材料研究的新进展

简要地综述电致伸缩材料在合成、制备和离子掺杂改性方面研究的新进展。介绍了电致伸缩材料发展现状。     

一种新型的可调谐非线性啁啾光纤光栅制造技术

利用Matlab模拟了一种新型的非线性啁啾光纤光栅,当对光栅施加纵向应力时,通过改变光栅的调制周期来实现光栅啁啾的非线性,应力的改变是通过磁场的磁致伸缩效应来实现的．     

单晶硅材料电致双折射的研究

首次测量了硅材料在1.3μm波长处,基于克尔效应和弗朗兹-凯尔迪什效应的电致双折射,进而计算出三阶非线性极化率张量X(3)的分量X(3)xyxy.观测到弗朗兹-凯尔迪什效应引起的折射率变化与入射光的偏振态有关.在实验中,测得了由克尔效应引起的折射率之差为⊿n=5.49×10-16E20,而弗朗兹-凯尔迪什效应引起的折射率之差为⊿n'=2.42×10-16E2.50.     

云纹干涉法测量弛豫铁电陶瓷的电致伸缩应变

采用一种新的实验力学方法——反射式高灵敏度云纹干涉法测量了弛豫铁电陶瓷的电致伸缩效应。在铁电陶瓷上复制了１２００线／毫米位相型闪耀光栅的试件栅；在两束相干准直激光的照射下，采用ＣＣＤ摄像机及其微机实时图像处理系统，实时地获取了在电压作用下试件表面位移场的灵敏度为２４００线／毫米的云纹干涉条纹图；获得了试样表面的位移、应变量与外加电场强度的关系。为铁电陶瓷的性能测试和本构关系的研究提供了一种新的有效的实验方法     

铁电陶瓷中的压电效应和电致伸缩效应

本文根据热力学理论和对称性原理,阐述了铁电陶瓷中的压电效应和电致伸缩效应。并证明已极化铁电陶瓷在外加小交变电场作用下呈现出来的总的压电效应应包括“直接压电效应”和“等效压电效应”两部分机理的贡献。     

压电、电致伸缩传动器及其应用

本文介绍了近年来压电和电致伸缩传动器的发展状况,重点介绍了目前发展较快的几种传动器。     

光电子技术

TN204 98030069电场极化余件对石英玻瑞的电致二阶非线性光学效应的影响/陈红兵,徐建华,刘丽英,余保龙,朱从善,陆兴泽,干福熹(中国科学院上海光学精密机械所)I中国激光·一1998,A25(1)一56、60报道了电场极化条件对石英玻璃的电致二阶非线性光学效应的影响的研究结果。通过实验