高速压电陶瓷驱动电源

为了满足压电陶瓷致动器对驱动电源动态冲击特性的要求,提出一种新型的压电陶瓷驱动电源.用高速运放OP467作为核心芯片,搭建功率放大电路及恒流源泄放电路,并给出详细的电路原理图.实验表明,在输入为方波等动态信号时,该驱动电源可以良好地跟随输入波形变化,具有较高的上升和下降速率,频响范围可达到100 Hz～60 kHz.在同类型高压放大器中,其成本低廉,结构简单.     

一种高精度激光光路自动准直系统的实现

对高精度激光光路自动准直系统,提出了一种更加精准的四象限探测器的信号处理算法,采用四象限硅光电二极管代替传统的CCD探测光线指向,运用DSP技术处理探测信号,控制惯性压电陶瓷电动调节架快速自动准直,精度可达1μrad.该系统很好地解决了传统的CCD探测光线方法中的处理速度慢、校正精度低、占用资源大的问题.飞秒激光实验应用证明,系统能够实现激光光路的快速自动准直.     

3层基准建筑非线性地震反应的智能控制

近年来,智能驱动材料、控制装置和智能控制算法的研究和发展为土木工程的抗震控制开辟了新的天地。笔者设计制作了一款新型的压电变摩擦阻尼器,并将其作为控制装置,提出了能有效抑制强烈地震激励下高层建筑结构非线性反应的模糊控制算法,并建立了量化因子、比例因子与结构响应之间的关系。对受控的3层基准建筑结构进行了非线性地震反应的数值仿真分析,并与其它的控制策略进行比较。结果表明,采用模糊控制算法,能有效抑制建筑结构的非线性地震反应,减少地震对建筑结构的破坏。     

SECM微纳米定位建模及控制器设计

为适应扫描电化学显微镜(SECM)常规应用中100nm左右的微定位精度需求,同时降低其微定位控制器的成本,在分析SECM压电工作台运动定位数学模型的基础上,结合SECM实际应用中的特点,将压电工作台数学模型进行了合理的简化,并在此基础上设计了算法简单且易于实现的开环微定位控制器。以CHI900B型扫描电化学显微镜的三维压电工作台为实验对象进行建模和控制器设计,实验结果表明,压电工作台运动定位平均跟踪误差和最大跟踪误差分别为0.093、0.115μm,误差约0.1μm,可满足SECM常规应用中的微定位精度需求。建模过程和控制器设计简单易行且无须额外的微定位传感器,适于SECM的常规应用。     

压电换能器在串并联谐振频率附近的特性研究

研究了压电换能器在串、并联谐振频率附近工作时的特性.采用等效电路变换的方法,推导出了换能器在串联、并联谐振频率附近时,串联、并联匹配电感参数以及有功电阻的表达式.结果表明电感匹配可以提高有效机电耦合系数.     

柠檬酸盐法制备Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷粉体的工艺研究

本实验采用柠檬酸盐法制备（NaBi）0.5TiO3无铅压电陶瓷粉体,系统研究了柠檬酸浓度、溶液pH值、煅烧温度等工艺条件对制备的影响。经研究分析,当柠檬酸浓度C=9%,溶液pH=7.5时,能形成透明、均匀、稳定的溶胶,且形成时间最短;650℃下煅烧2h能够合成单一的钙钛矿结构的钛酸铋钠晶相,比传统固相反应法煅烧温度降低了200℃。     

Ca,Sr掺杂BNT-BT压电陶瓷结构与性能研究

采用传统的电子陶瓷制备工艺制备了一系列0.93Bi05Na05Tio3-0.07(Ba1-xAx)TiO3(简写为BNBAT100x;其中A=Ca,sr,x:0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了陶瓷的结构、介电、压电性能变化特征.XBD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体.陶瓷的介电、压电性能受Ca,Sr含量的影响显著.所有陶瓷样品表现出弥散相变特征.当x<0.08时,BNBCT陶瓷的介电常数大干BNBST陶瓷,同时,BNBCT陶瓷室温介电常数在x=0.04时达到最大.而BNBST陶瓷此时具有最小的室温介电常数.陶瓷的压电性能受Ca,Sr含量的显著影响,当Ca含量为6mol%时,压电常数(d33)和平面机电耦合(kp)达到最大,分别为1 40.5 pc/N和1 9.7%.而当Sr含量为4mol%时,BNBST陶瓷的压电常数(d13)达到最大为1 39.8pC/N.此时平面机电耦合(kp)为1 8.9%.     

La置换Pb对Sb掺杂PLzT压电陶瓷介电性能的影响

研究了Pb1 xLax(Zr1 yTiy)1 x/4O3+1.5wt%Sb2O5陶瓷(PLSZT)的介电性能及其微观结构.实验结果显示:x≤4.9%时,晶体结构为纯钙钛矿相;x4.9%时,为钙钛矿和焦绿石(Pb3Sb2O8 47)6 4两相复合结构.随着x的增大,介电常数呈现先增大后减小的趋势.介电常数在x=6%、y=0.45时最大,em≈3900,tgδ≈1.8%.PLSZT随x的增大弥散性逐渐增强,但Sb的添加使得相同La含量的PLSZT相较干PLZT的弥散性弱.     

基于传统板理论的智能圆形FGM薄板自由振动研究

基于传统板理论（CPT）对圆形功能梯度（FG）薄板的自由振动性能进行分析。这种板具有2个由压电（PZT4）材料构成的均布驱动器。对FG底层板的材料特性进行假定,考虑了材料体积分数的能量分布,将材料沿厚度方向进行分级,并采用二次方程模拟沿压电覆层厚度方向分布的电势场。采用运动微分方程来模拟板的固定端边界条件。介绍了详细的数学推导过程,并采用数值分析来研究FG板的梯度变化对结构自由振动的影响。其分析结果得到了三维有限元分析结果的证实。     

熔盐法合成片状NaNbO3晶体

片状NaNbO3晶体可作为反应模板晶粒生长技术（RTGG）制备高取向铌酸钾钠无铅压电陶瓷的模板晶体,通常采用两步熔盐法合成.首先合成片状Bi2.5Na3.5Nb5O18（BNN5）晶体,然后以BNN5晶体作为前驱体合成NaNbO3晶体.借助X射线衍射（XRD）仪、扫描电镜（SEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）,考察合成温度以及保温时间对晶体物相、形貌和尺寸的影响并揭示片状NaNbO3晶体的形成机理.结果表明：以NaCl为熔盐,1150℃保温4h,得到物相单一、形貌规则、尺寸均一的片状NaNbO3晶体,晶体尺寸约为15μm&#215;10μm&#215;1μm.片状NaNbO3晶体的形成机理是高温条件下由于熔盐中Na2CO3作用,BNN5晶体中[Bi2O2]层被破坏,Bi^3＋、O^2-不断从结构中析出,[Bi2O2]层脱离.同时一部分Na^＋进入晶格中取代[NbO6]八面体空隙中的Bi^3＋,另一部分Na^＋进入[Bi2O2]层脱离后形成的空位中与NaNbO3基元进行结构重排,最终形成NaNbO3晶体.