大功率压电变压器用压电陶瓷材料发展现状

随着科学技术的进步和压电变压器在生产中的应用，压电陶瓷变压器逐渐向“大功率”、“小型化”方向发展，对压电陶瓷材料提出了更高的要求，简而言之就是“双高”及“双低”，即高“Qm”、高“Kp”和低“tanδ”、低“TCf，”。同时为降低生产成本，压电陶瓷材料应具有尽可能低的烧结温度。本文即以此为中心，对我国大功率压电材料的生产及发展现状、各项性能的影响因素及其成份选择原则做出了相应的讨论。     

无铅压电陶瓷材料的研究进展

无铅压电陶瓷是当前压电铁电领域的研究重点。本文结合国内外有关无铅压电陶瓷方面的论文和专利，从两个方面综述了无铅压电陶瓷材料的研究进展：一是从掺杂改性的方面；二是从粉体的制备和工艺方面。文章分析和比较了各类无铅压电陶瓷材料的结构和性能，展望了无铅压电陶瓷今后的发展趋势。     

美国开发压电陶瓷材料的现状与动向

介绍了美国压电陶瓷材料的研究、开发现状和应用领域;压电陶瓷材料的性能、加工工艺和技术要求。     

压电陶瓷变压器研究和发展现状

概述了压电陶瓷变压器的原理和分类，介绍了各种振动模式的压电陶瓷变压器，并重点叙述了两种电极设计精巧的压电陶瓷变压器，对体型和膜型压电陶瓷变压器的研究进展现状进行了分析。     

改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料的研究

偏铌酸铅是一种性能很有特色却又制备困难的高温压电陶瓷材料，而采用少量Ｍｅ＾２＋置换和微量稀有元素氧化物添杂方法，获得了压电性能和工艺性能均十分优良的改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料，并以热力学熵稳定原理，定性地解释了少量置换与微量添杂对稳定铁电相的作用，同时也对这种压电陶瓷材料的高温压电特性和高温下的应用进行了研究与试验，结果表明，这种材料是一种可以在４００℃下应用的高温压电陶瓷材料。     

PbTiO3—Pb（Cd1／3Nd2／3）O3系高温高频压电陶瓷材料的研制

对（１－ｘ）ＰｂＴｉＯ２＋ｘＰｂ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系压电陶瓷进行了研究实验结果指出 ，当ｘ＝０．１４时掺入适量的改性加物ＮｉＯ２，ＭｎＯ２，ＷＯ３，经过适当的工艺过程，可得到压电性能优良的高温高频压电陶瓷材料，其中，材料的居里温度ＴＣ〉４００℃，机械品质因数Ｑｍ〉２０００，机电耦合系数Ｋｔ可达０．４５，介电常数ε小于２１０，是一种很有前途和高温同频压电陶瓷材料。     

高温,高频压电陶瓷材料研究进展

主要介绍了不同系列高温高频压电陶瓷材料的结构及性能特点,针对不同应用条件提出了相应的陶瓷材料系列,指出改性PbTiO_3压电陶瓷材料的研究是高温高频压电陶瓷研究工作的重要组成部分。     

低温烧结PZT压电陶瓷研究进展

介绍了国内外在ＰＺＴ压电陶瓷材料低温烧结方面的研究进展，并对除低ＰＺＴ压电陶瓷材料烧结温度的各种方法进行了评述。     

钙钛矿型铌酸盐系无铅压电陶瓷材料与器件的研究进展

压电陶瓷材料与器件的研究开发极为重要.从发展角度看,无铅压电陶瓷材料与器件的研究是一项顺应"国际社会可持续发展要求"、符合"国家科学技术和经济发展目标"和"国际材料科学与工程发展趋势"、具有严酷竞争性和紧迫性、具有重大社会经济意义的研究课题.综合介绍了(K,Na)NbO3 (KNN)系钙钛矿型铌酸盐无铅压电陶瓷材料与器件的研究进展,包括陶瓷材料的组分设计与温度稳定性、陶瓷材料的合成制备新技术等;概括总结了KNN系无铅压电陶瓷在器件上的一些应用;分析展望了KNN系无铅压电陶瓷及器件研究的发展趋势.     

PLN—3型压电陶瓷材料组成对压电参数温度稳定性的影响

在适当的工艺条件下，改变铌锂锆钛酸铅（PLN）三元系压电陶瓷材料组成中的锆钛比，加取代改性物及外加改性添加物，获得了高温稳定的PLN－3型压电陶瓷材料。该材料常温性能优良，高温稳定性好，200℃时相对25℃时的性能参数变化较小，介电常数变化小于45％，谐振频率变化小于2．5％，机电耦合系数变化小于－3％。本文在大量实验的基础上叙述了PLN材料组成与材料压电参数温度稳定性的关系，并对其改性作用机理进行了探讨。     

基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法.用压电陶瓷作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电陶瓷正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电陶瓷的压电性能,在压电陶瓷上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的.最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性.     

基于压电材料的主动吸声降噪方法研究

提出了用压电材料进行主动吸声的方法。用压电材料作为主动吸声系统中的吸声材料,通过等间距布置于压电材料正前方的两个麦克风传感器,检测出平面入射声波与反射声波,利用压电材料的压电性能,在压电材料上加电压使得反射声波为零,从而达到主动吸声的目的。最后对不同频率入射的声波用matlab语言进行了仿真,仿真结果表明文中所提方法的可行性。     

PLMN、PLN、PMN体系压电陶瓷性能与结构的对比研究

在ＰＬＮ－ＰＺＴ、ＰＭＮ－ＰＺＴ两个三元素基础上制备的ＰＬＭＮ－ＰＺＴ四元素系压电陶瓷综合了两个三元素材料的优点，既具有良好的压电性能又具小的损耗，是一种优良的压电变压器材料。通过三个体系的比较，ＰＬＭＮ－ＰＺＴ四元材料适中的四方度、晶粒尺寸及晶界处锰的析出是它具有良好压电、介电性能的结构基础。     

基于ANSYS的0-3型压电复合材料电荷分布

通过MATLAB软件对陶瓷颗粒均匀分布的0-3型压电陶瓷/聚合物复合材料进行了建模, 通过有限元分析软件ANSYS, 研究了压电复合材料受力时内部应力分布及电荷分布状态, 同时研究了压电陶瓷颗粒体积分数及静态载荷变化时, 压电陶瓷/聚合物复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压的变化情况。研究表明: 压电陶瓷/聚合物复合材料在受力时, 压电相受到的应力远远大于聚合物相, 压电相棱角处受到的应力最大, 产生的电荷最多。随着压电陶瓷体积分数变化, 压电复合材料中压电陶瓷产生的最大节点电压也增加, 当压电陶瓷体积分数达到30%时, 产生的最大节点电压达到2.86×10^-5 V。随着静态载荷的增加, 压电复合材料产生的最大节点电压呈线性增加, 阻尼效果越明显, 与文献中的实验结果吻合。     

High-power, multioutput piezoelectric transformers operating at the thickness-shear vibration mode

In this study, a piezoelectric transformer operating at the thickness shear vibration mode and with dual or triple outputs is proposed. It consists of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic plate with a high mechanical quality factor Qm and a size of 120 x 20 x 4 mm3. The PZT ceramic plate is poled along the width direction. The electrodes of input and output parts are on the top and bottom surfaces of the ceramic plate and separated by narrow gaps. A new construction of support and lead wire connection is used for the transformer. At a temperature rise less than 20 degrees C and efficiency of 90%, the piezoelectric transformer with dual outputs has a maximum total output power of 169.8 W, with a power of 129.5 W in one output and 40.3 W in another. The one with triple outputs has a maximum total output power of 163.1 W, with a power of 36.9 W in the first output, 13.0 W in the second output and 113.2 W in the third output. The maximum efficiency of the piezoelectric transformer with dual outputs and triple outputs is 98% and 95.7%, respectively. The voltage gains of the transformers are less than one, and different outputs have different gains. Also, there is a driving frequency range in which the load resistance of one output has little effect on the voltage gain of another output.     

Sm掺杂增强PZT基弛豫型铁电陶瓷压电性能研究

锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷是一类应用非常广泛的功能材料, 可应用于水声换能器、压电马达、医疗超声换能器以及声表面波滤波器等。通过改性提高PZT基压电陶瓷的压电性能一直是该领域的研究热点。本工作采用传统固相反应法制备了准同型相界(Morphotropic Phase Boundary, MPB)组分的Sm-0.25PMN-0.75PZT压电陶瓷, 并对其微观结构以及宏观性能进行了系统研究。研究结果表明：引入Sm³⁺可以增强压电陶瓷的局域结构异质性, 提升介电响应从而提高压电性能。当Sm³⁺引入过多时, 铁电极化的长程连续性被大面积打断, 压电性能下降。本实验中得到的最优组分压电陶瓷性能为：高压电系数d₃₃~824 pC/N, 高压电电压常数g₃₃~27.1×10^-3 m²/C和相对较高居里温度T_C~178 ℃, 电致应变在室温至150 ℃范围内低于5%, 有较好的温度稳定性, 是极具应用前景的高性能压电材料。     

基于压电效应的人工耳蜗的实验研究

为了提高聋耳的听力, 将压电材料植入到耳蜗内, 利用压电效应直接将声波转化为电信号刺激听神经, 以提高听力. 本研究通过未极化与极化的高灵敏性压电陶瓷的对比, 从体外模拟实验中的声电响应曲线和动物体内植入实验的结果中得到: 未极化的压电陶瓷没有压电响应, 而极化后的压电陶瓷能够将声音信号转化为电信号, 证实了压电陶瓷的压电特性的确可以刺激动物的听神经, 从而降低听阈阈值. 比较了压电陶瓷与压电高分子之间的差异, 结果表明压电高分子也可以刺激听神经来提高听力.     

0-3型陶瓷/聚合物压电复合材料的压电性能研究

采用溶液共混法和热压法分别制备了PZN-PZT/PI、PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料,所得材料具有较高的压电常数和良好的可柔性加工性能。并研究分析了无机压电陶瓷种类、含量,压电聚合物类型、制备工艺与极化参数对压电系数d₃₃的影响,在一定程度上提供了提高0-3型聚合物/陶瓷压电复合材料的压电性能的途径。      

0-3型橡胶基压电阻尼复合材料的制备及其性能

本文以通用橡胶为基体材料,以一定体积分数的锆钛酸铅粉体（PZT）为压电相、导电炭黑为导电相制备了0-3型压电阻尼复合材料。经过直流高温油浴极化处理后,获得了在低频下具有较高损耗因子的压电阻尼材料,并研究了其断面形貌、压电应变系数、损耗因子等各项性能。