有机-无机压电材料TMCM-MnCl3的研究

有机-无机压电材料是一种分子铁电体，具有柔性、结构灵活、易成膜、全液相合成及环保节能等优点，可满足新一代薄膜器件及可穿戴设备的需求。该文以三甲基卤代甲基铵(TMXM, X=F, Cl, Br)为有机部分，MnCl₂为无机部分，通过溶液蒸发法制备了具有钙钛矿分子结构的有机-无机压电材料三甲基氯三氯化锰(TMCM-MnCl₃)，并对其分子结构组成、压电、热学、声学及铁电性进行表征。结果表明，TMCM-MnCl₃的压电常数为106 pC/N，居里温度为130 ℃，声阻抗值约为16.5 MRayl，低于压电陶瓷PZT-4(大于33 MRayl)，具有广阔的应用前景。     

掺钪AlN材料特性及HBAR器件性能研究

该文基于掺钪AlN薄膜制备了高次谐波体声波谐振器(HBAR),研究了钪(Sc)掺杂浓度对AlN压电薄膜材料特性及器件性能的影响。研究表明,当掺入Sc的摩尔分数从0增加到25%时,压电应力系数e₃₃增加、刚度 下降,导致Al₁-_xSc_xN压电薄膜的机电耦合系数 从5.6%提升至15.8%,从而使HBAR器件的有效机电耦合系数 提升了3倍。同时,当Sc掺杂摩尔分数达25%时,Al₁-_xSc_xN(x为Sc掺杂摩尔分数)压电薄膜的声速下降13%,声学损耗提高,导致HBAR器件的谐振频率和品质因数降低。     

万向型压电换能器发电性能理论分析与实验

为实现对不同方向振动源振动能量的收集,对一种万向型压电换能器的发电性能进行了理论分析与实验测试.理论分析表明,万向型压电换能器的发电性能受到压电梁夹角的影响,在其多方向发电能力方面,随着外界激励方向的变化,产生的电能呈波浪起伏状变化,换能器对不同方向振动源的激励具有较好的适应性.进一步的实验测试验证了万向型压电换能器的多方向发电能力,且在压电梁夹角为π/2时,最大输出功率达到约1.3 mW,最小输出功率约为0.6mW.     

Mn掺杂三元固溶体系BNT-KBT-BT陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相烧结法合成了Mn掺杂改性BNT基复合体系无铅压电陶瓷,并对其微观结构和电学性能进行了表征和研究.结果表明,Mn掺杂量小于0.6wt％时,样品均保持钙钛矿结构.掺杂量为0.30wt％时,陶瓷样品综合性能最佳,压电常数d33=174 pC/N,介电常数εr=9800,介电损耗tanδ=0.04,剩余极化强度Pr高达36μC/cm2,矫顽场强度Ec降至25 kV/cm,样品具有良好的温度稳定性.并通过扫描电镜中的成份面扫,探讨了Mn掺杂的占位分布和掺杂机制.     

基于耦合振子模型的含风电电力系统聚类同步

针对含风电的电力系统受到扰动后发生严重的系统同步问题,提出基于Kuramoto模型的网络耦合聚类同步方法。应用图论理论建立电力网络收缩模型,在此基础上建立基于Kuramoto耦合振子模型电力系统等值模型,并提出基于动态耦合强度的电力网络聚类算法,该方法在系统发生扰动后能够快速、准确地将系统内振子的同步状态进行聚类。通过含有风电场的39节点新英格兰系统进行验证,仿真结果表明,通过聚类后各机群分析可以更清晰地了解电网的同步状态,避免系统进一步崩溃。     

混凝土结构的压电声波检测分析

本文介绍了混凝土结构的压电体波和表面波检测的主要进展,对两种压电声波检测的优缺点进行了总结。体波检测设备一般埋入混凝土内部,需要选择合理的检测部位,检测结果较为精确;声表面波检测无需选择特定的部位,但是检测深度有限。在实际检测工作过程中,可以联合两种方法相互验证。     

微纳振动能量收集器研究现状与展望

振动能量广泛分布在我们周围的环境中,比如人体运动、机器振动、微风吹动、水纹波动、声音振动等,收集环境中的振动能量对未来电子器件的自驱动化具有十分重要的意义。阐述了电磁、压电、摩擦电三种微纳振动能量收集器的工作机理和最新研究进展。对三种微纳振动能量收集器的特点和面临的挑战做出了归纳与概括。最后,对微纳振动能量收集器的发展趋势做出了展望。     

压电驱动器迟滞特性的Preisach模型研究

压电驱动器的迟滞特性是影响其位移输出精度的主要因素。该文采用改进的Preisach模型对压电驱动器的迟滞特性进行建模，并进行了相应的实验研究。实验结果表明该模型可以很好地预测压电驱动器在经过一定的控制电压序列以后的位移输出值．能够有效地降低迟滞特性对压电驱动器位移输出精度的影响。     

基于压电陶瓷动态信息的结构裂纹识别方法

利用压电陶瓷的动态特性和压电系统的动态信息,对铝梁的裂纹损伤进行了分析研究。随着梁裂纹尺寸的增加,压电陶瓷片的导钠幅值下降,且系统固有频率减小。利用导钠幅值的变化和系统的动态信息,可以对裂纹的位置和尺寸大小进行识别。实验证明该方法的有效性。