采用双晶片驱动的棒板结合式压电驱动器设计

设计制作了一种采用双晶片压电陶瓷结构的棒板结合式压电驱动器.和瓷片分别粘接在青铜定子的上下两侧.定子上的金属圆柱体被用来放大振动的横向位移,并对金属棒状的转子进行激振,使其旋转.利用有限元分析(FEA)对定子进行了分析,发现在同样的驱动模式下,与传统的单片陶瓷片驱动器相比,该驱动器可以提供更多的横向和纵向的振动位移,大约提高25%左右.这种新结构也可避免不同振动模式之间的模态耦合现象,并产生理想的振动模态,以提高驱动器的运行稳定性.实验表明,驱动器在25 Vo-p低电压下可以提供512r/rain的转速,而单片陶瓷驱动器在该电压下不能工作.这种压电驱动器可以经过优化和调整来满足不同的实际应用,如精确定位仪器,生物工程和光聚焦系统等.     

多层压电陶瓷变压器的振动与疲劳

低温共烧多层压电陶瓷变压器具有体积小、转换效率高、升压比高、无电磁辐射等优点,是传统电磁变压器在小功率仪器设备上理想的替代品.采用Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb(ZrTi)O_3低烧瓷料,通过干法流延多层叠印技术制备出高性能多层压电陶瓷变压器样品,内电极银钯浆配比7:3.利用Polytec300-F扫描激光测振仪测试了多层压电陶瓷变压器沿长度伸缩振动的位移和模态.通过对压电变压器振动性能和升压比的测试,研究了器件性能衰减及疲劳特性.     

超声波马达在美国的发展

基于参考文献和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络查询,提出超声波马达在美国的最新研究与主要方向。研究包括：微型超声波马达、具有新颖结构的压电驱动器、超声波马达的使用寿命、超声波马达在太空环境中的应用研究等,这些方面已引起学者们的极大关注。这些重要的研究跨及航天、海洋、军事和民用领域。     

碳纤维增强BT-HA复合材料的制备与性能

目前,人工骨由于力学性能不佳在应用上受到极大的限制,因此,如何在保证人工骨具有压电性能和生物性能的前提下提高其力学性能成为了研究热点。本文以钛酸钡-羟基磷灰石(BT-HA)复合材料为基体,质量分数为5%的碳纤维(C_f)作为增强体,利用传统固相烧结法制备了C_f/BT-HA复合材料,目的是在保证电学性能不变的前提下提高复合材料的力学性能。结果表明,BT-HA复合材料中加入C_f后,电学性能基本保持不变,力学性能得到了很大的提升。样品具有较好的铁电性,压电常数d₃₃为37 pC/N,居里温度为170 ℃,高于人工骨的使用温度。抗弯强度达到121.7 MPa,硬度达到3.56 GPa,均增大到未加C_f样品的3倍,断裂韧性增加了1倍,达到1.21 MPa·m^1/2。C_f/BT-HA复合材料没有细胞毒性且骨诱导性良好,有望应用于骨替代材料领域。     

一种新型固态摩擦驱动器

设计和装配了一种新型固态摩擦驱动器（具有对称双面齿和压电陶瓷结构的行波型超声波马达）的实验样机。该样机提供一种新颖的对称式双面设计结构，实现将材料点的椭圆形运动轨迹耦合到两个独立的接触表面，本质上，增大了马达输出力矩的能力。新型马达具有小型量轻、响应速度快、无电磁干扰、力矩波动小、高的力矩密度和输出端不需要齿轮降速机构而直接实现驱动等特点。阐述了新型马达的工作原理，用有限元法（ＦＥＭ）分析了马达振动体部分的各阶振动模态和相应的固有频率，分析中计入了压电陶瓷的压电效应对模态和频率的影响。采用ｖｏｎ－ｍｉｓｅｓ法获得了振动体２Ｄ和３Ｄ动态变形分布和应力分布，数字计算优化了马达的结构形式。     

一种旋转方向可控的驻波超声马达

利用移动定子中驻波振动模式空间位置的方法，该文提出一种旋转方向可控的驻波超声马达设计方案。对样机的试验表明，方案是可行的，正反方向旋转时力矩和转速等性能基本一致。     

压电非接触式点胶阀的设计与实验

近年来,点胶系统的使用日益广泛,各类精密液体分配系统对该技术需求旺盛。该文提出了一种由叠层压电陶瓷驱动的非接触式点胶阀,该阀由两个相同的叠层压电陶瓷驱动,通过位移放大机构,改变位移的输出方向,并将力传递给阀杆,最终实现喷射。利用FLUENT软件模拟了点胶过程,分析了流体喷射机理,通过实验研究了阀杆抬起时间、气压、流体粘度等喷射参数对于点胶量的影响,实验结果与仿真结果吻合。实验使用直径为0.35mm的喷嘴、喷射液体为甘油时,可以获得平均直径为0.53mm的液滴,其一致性误差小于6%。     

BNT-BZT压电陶瓷准同相界处材料性能的研究

研究(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBa(Ti0.95Zr0.05)O3(BNT-BZT)体系陶瓷的准同型相界,以及陶瓷材料的微观结构和性能之间的关系.BNT-BZT陶瓷体系在富BNT和Zr含量低的区域存在准同型相界,在相界附近可能得到性能优良的无铅压电陶瓷,相界点在x≈0.1这个区域内.将BNT陶瓷和BZT陶瓷固溶后能够得到d33大于150 pC/N,居里温度在240℃左右,介电常数在900左右的性能良好的无铅压电陶瓷.     

换能器式直线超声马达

提出了一种仿行波双向超声波直线马达。该马达具有结构和驱动简单,可方便地实现正反向中运动等优点。在分析了该马达基本原理的基础上,研制了试验样机。样机的性能参数为：激励频率21．46kHz,预紧力3．2N时对应的最大移动速度为400mms/,预紧力1．6N时对应最大推力为2．1N.     

行波超声马达摩擦材料的研究

行波超声马达是一种靠摩擦力直接驱动的新型驱动器。其中摩擦材料的优劣对于行波超声马达的工作性能和使用寿命有直接的影响。该文提出了一种以超高分子量聚乙烯为基体的摩擦材料，并掺入多种无机徽粒和高分子化合物改善其性能，对制得的摩擦材料样品进行了摩擦学分析和应用于马达的对比实验，从理论和实验的角度提出了行波超声马达用摩擦材料对各摩擦学参数的要求。