PSN-PZT系统收发兼用换能器压电陶瓷材料的性能研究

通过对PSN-PZT系统PSN的含量和Zr/Ti比值的调整,使系统点处于准同型相界附近时性能可以得到优化,这一点从微观结构分析得到验证.通过引入Sr2 、Nb5 和Mn2 等离子,对系统进行A位和B位掺杂取代来提高其性能,获得了性能优异的压电陶瓷材料,其d33·g33最大值可达16030×10-15 CVm/N2,适于用作收发兼用的换能器材料.     

PYN对BS-PT压电陶瓷变温压电性能的影响

用前驱体法制备出了BS-x PT-y PYN(y=0.1,0.15,0.2,0.3)压电陶瓷。对压电陶瓷MPB处进行变温铁电、介温、变温应变等变温测试,重点分析其温度稳定性和弛豫性能。结果表明,各MPB组分都有良好的温度稳定性,在0.32BS-0.58PT-0.1PYN中,铁电性能随着温度升高而逐渐增强,其余3个组分基本保持不变;而随着PYN含量的增加,PT的减少,体系弛豫性逐渐增强。     

陶瓷润滑油添加剂对钢-钢接触疲劳及磨损性能的影响

研究了一种以羟基硅酸铝为主的陶瓷润滑油添加剂对钢-钢接触疲劳及磨损性能的影响。利用球-棒疲劳试验机进行试验,证明该陶瓷添加剂提高了摩擦副接触疲劳寿命L10 1．3倍,改善了钢的磨损性能。通过扫描电镜分析,发现在点蚀坑内和点蚀坑的边缘存在微裂纹被覆盖的现象;纳米压痕测试结果表明,接触表面已经形成了一层白亮色物质,并具有极高的硬度。它们可以解释陶瓷添加剂提高接触疲劳寿命及改善磨损性能的原因。     

纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨损等性能的影响。结果表明:TiO2或Al2O3纳米粉末的添加都使得微弧氧化陶瓷涂层的表面更加致密,使得涂层的显微硬度有明显提高。另外,因为金红石型TiO2与α-Al2O3的性能有所不同,导致添加Al2O3纳米添加剂时涂层的耐磨性能明显提高,而添加TiO2纳米添加剂时涂层的耐磨性能反而有所降低。     

MnSb含量对PMSZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用传统方法制备PMSZT大功率压电陶瓷.研究MnSb含量对Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)yZrxTi1-x-yO3陶瓷的相组成、显微结构及电性能的影响.结果发现Zr含量x=0.47,MnSb含量y=0.05时,组成处于准同型相界,晶粒致密均匀.随着MnSb含量的增加,居里温度降低.电性能在此组成处最佳ε33T/ε0=1420,d33=320pC/N,Kp=O.624,Qm=2400,tanδ=0.0030.Pb1.04(Mn1/3Sb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3陶瓷介电和压电性能良好,可以满足大功率压电材料的使用要求.     

铁掺杂对PNW-PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了(PNW-PMS-PZT-x ω/%Fe2O3)四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明1150℃烧结陶瓷为纯钙钛矿相结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,材料体系由四方相向三方相过渡;随着Fe2O3添加量的增加,晶粒逐渐变大.详细研究了不同剂量的铁掺杂对压电陶瓷介电和压电性能的影响,随着Fe2O3掺杂量的增加,εr,d33和kp逐渐增加,Fe2O3掺杂量为0.2ω/%时达到各自的最大值,然后逐渐降低;随着Fe2O3掺杂量的增加,tanδ和Tc逐渐减少,Qm逐渐增大.Fe2O3掺杂量为0.2 ω/%的PNW-PMS-PZT压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器.其性能为εr=1965,tanδ=0.0059,kp=0.642,Qm=1358,d33=360 pC/N和Tc=225℃.     

银粉对PZT压电陶瓷电极表面结构和性能的影响

本文重点讨论不同银粉对PZT（PbZrO3-PbTiO3)压电陶瓷电极表面结构及性能的影响。选择合适的银粉，配制成银浆，可以烧结出结构平整，致密，性能优良的PZT表面银电极。     

悬臂梁基板对压电纤维复合物驱动性能的影响

压电纤维复合物在驱动、传感、结构健康检测等领域具有广泛应用,研究压电纤维复合物的驱动性能对于压电纤维复合物实际应用具有重要意义。通过实验研究不同驱动电压条件(峰值、频率及偏置)对压电纤维复合物悬臂梁结构顶端位移的影响,探讨悬臂梁基板材料与压电纤维复合物驱动性能的关系,基于欧拉-伯努利梁理论利用悬臂梁顶端位移计算压电纤维复合物的驱动力。结果表明:压电纤维复合物的驱动性能具有明显的迟滞性。悬臂梁顶端位移的大小与驱动电压峰的峰值呈线性关系,且其不仅与驱动电压的峰值有关,还与驱动电压的偏置、频率有关。压电纤维复合物的驱动性能随基板不同而不同,其对刚性铝板的驱动力为5.2 m N,对柔性麦拉膜的驱动力为0.2 m N。     

烧结温度对PMSZT压电陶瓷性能的影响

探讨了烧结温度对SiO2掺杂锑锰锆钛酸铅Pb(Mn1、3Sb2、3)0.05Zr0.47Ti0.48O3(简称PMSZT)压电陶瓷性能的影响.通过X射线衍射及扫描电镜分析Pb(Mn1、3Sb2、3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 0.1%(SiO2)(质量分数)陶瓷的相组成和显微结构.结果表明合成温度900℃时,可以得到钙钛矿结构.对于适量SiO2掺杂PMSZT压电陶瓷,可以在1100～1150℃时烧结实现致密化,并且介电压电性能较好,当烧结温度为1100℃时综合性能最佳,E33T/ε0=1290,tanδ=0.45%,d33=264 pC/N,Kp=0.59,Qm=2400.     

SPS烧结钛酸铋钠无铅压电陶瓷材料研究

研究了通过放电等离子烧结法(SPS)制备钛酸铋钠基(NBT)无铅压电陶瓷.通过SPS工艺在低温下对NBT陶瓷进了烧结,结果表明,SPS烧结工艺能在低温、短时间内使NBT陶瓷成为致密的烧结体,同时NBT陶瓷具有较好的介电和压电特性.     

压电陶瓷泵研究

介绍一种利用压电陶瓷的逆压电效应实现的驱动装置－－电陶瓷泵。该 驱动能够实现精密输出控制，可以用于需要大负载、微量精密位移的应用场合。     

超薄大规格陶瓷换能片水基凝胶流延成型研究

采用合成锆钛酸铅粉料，制备固相为49％（体积分数，下同）的浆料，以水基凝胶流延成型工艺流延出超薄料带。讨论了工艺条件对成型及样品质量的影响，加入复合塑化剂，可获得柔韧性良好的超薄料带；经冲片、烧成后可以得到超薄大规格（φ50mm×0．05mm或φ100mm×0．1mm）压电陶瓷换能片；烧成样品的显微结构及压电性能与轧膜成型换能片相当。     

压电陶瓷在激光干涉错位散斑检测中的一些应用

对检测表面或检测构件施加振动激励以达到探测构件表层下缺陷的目的。将压电陶瓷元件接入适当的电压调节控制电路,利用压电陶瓷的逆压电效应原理,通过计算机程序可以让压电陶瓷元件发生随电压变化的微位移,电压的变化由程序设定,按应用场合的不同,可分别使压电陶瓷的微位移变成检测所需要的相移或振动。多次的实际检测结果表明,在一些航空材料粘接构件的激光干涉无损检测(NDT)中,压电陶瓷是目前人们实现相移和振动激励等特殊功能的最佳选择之一。     

K改性的BNT-BZT压电陶瓷制备与性能研究

无铅压电陶瓷是压电材料中一个重要的研究方向，为了能够取代目前广泛应用的含铅材料，需要进一步提高无铅陶瓷材料的各项性能，尤其是压电性能。BNT-BZT系陶瓷是钛酸铋钠（BNT）和锆钛酸钡（BZT）两相形成的固溶体，在BNT-BZT陶瓷体系中，富BNT和低Zr含量的区域存在准同型相界，在相界附近可以得到性能优良的无铅压电陶瓷，其性能以3大约150pC/N，居里温度在240℃左右，介电常数大约900。在BNT-BZT相界点处掺杂K离子，研究了K改性的BNT-BZT体系陶瓷的微观结构与性能。实验结果表明，以3达到165pC／N；居里温度达到270℃；烧结中出现了玻璃相，预烧温度和烧结温度相对于原体系都有适当降低。     

铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的研究

研究了在铝热自蔓延高温合成（SHS）反应中添加二氧化硅、镍、氧化锆、稀土等添加剂的作用，分析了复合陶瓷的显微组织、致密性和耐磨性能，总结了添加剂对铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的影响。     

铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的研究

研究了在铝热自蔓延高温合成(SHS)反应中添加二氧化硅、镍、氧化锆、稀土等添加剂的作用,分析了复合陶瓷的显微组织、致密性和耐磨性能,总结了添加剂对铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的影响。     

不等价掺杂对Pb（Mg，Nb）O_3－PbZrO_3－PbTiO_3三元系材料的介电、压电性能的影响

探讨了Ｎｂ２Ｏ３和ＭｎＯ２掺杂对３７．５ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电、压电特性的影响。结果表明，添加１ｍｏｌ％Ｎｂ２Ｏ３能改善陶瓷的烧结性能，提高材料的体电阻率，从而进一步提高了样品的Ｋｐ及εｒ值；添加１．０ｍｏｌ％ＭｎＯ２能有效提高Ｑｍ，但同时降低了Ｋｐ及εｒ值。     

仿生结构复合陶瓷刀具材料力学性能及显微结构

针对不同烧结条件及TiC/WC组分比,采用热压烧结工艺制备出三层仿生结构复合陶瓷刀具材料。测试了仿生结构复合陶瓷材料力学性能,并对材料断口形貌和裂纹扩展进行了观察分析。结果表明：仿生结构复合陶瓷刀具材料抗弯强度达870 MPa,维氏硬度达21.83 GPa,断裂韧性达7.56 MPa?m_1/2,比SG4均质陶瓷刀具材料性能有所提高。断口形貌显示仿生结构复合陶瓷刀具材料较SG4均质刀具材料晶粒细密,晶粒尺寸呈现多尺度特征。材料断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂混合型。仿生结构复合陶瓷材料表面裂纹扩展呈现偏转和分叉。裂纹穿过材料界面扩展时有明显偏转现象。     

压电陶瓷直线驱动器的设计与实验研究

提出一种新型的可直线运动的压电陶瓷驱动器.驱动器选用圆环形的压电陶瓷(PZT4),其外径10 mm,内径4.5 mm,厚0.8 mm,陶瓷表面均匀分成4个扇形电极区,以"正、正、负、负"沿厚度方向极化.该驱动器定子采用棒板结合式结构,一个中轴的两端分别连接了两个对称的圆形平板,圆板与中轴相互垂直.两片陶瓷分别粘接在定子的两圆形平板外侧,对定子激振形成两圆平板的交替式跨步直线运动.驱动器整体外径12 mm,长度10.6 mm.采用有限元方法对驱动器的运动模态进行了仿真,通过谐响应分析计算了驱动器在X向和Y向的振幅,分析了驱动器的运行原理.实验结果表明:驱动器最佳工作频率在13.15 kHz左右,驱动电压100 Vo-p时驱动器的最高运行速度为34 mm/s.该驱动器在小载荷、高精度精密定位等场合具有很好的实用化前景.