钹式压电复合换能器的有限元分析

主要运用轴对称薄壳截锥单元的有限元分析方法，对钹式压电复合换能器的工作模式进行分析，并计算出在电场的作用下，钹式压电复合换能器的纵向位移，以及纵向位移与端帽及压电陶瓷形状参数的关系，并与试验结果进行对比。     

基于钹式换能器的振动加速度传感器温度特性研究

使用2-（0）-2连通型的金属．陶瓷压电复合材料作为敏感元件构成压电振动加速度传感器。研究了这种新型压电振动加速度传感器的输出电压的温度特性．将DS18820集成到传感器内部用于内部环境温度的测量。利用单片机对传感器零位输出电压进行记录，得到传感器零位电压温度特性曲线。采用了基于最小二乘原理的分段线性插值法，对其温度特性的非线性进行了有效地补偿。试验结果表明，经过温度补偿后，在20～80℃范围内，零点输出电压温度误差由原来的9．8％降到了0．8％。     

压电谐振式结冰传感器的结冰试验和数据处理

本文介绍了压电谐振式结冰传感器的实验平台和结冰试验过程,并利用支持向量机非线性回归模型对有限的实验数据进行处理。结果表明,该方法能有效地依据少量的试验数据较精确地预测其他冰厚对应的谐振频率,实现冰厚测量的标定。     

纤维厚度和体积分数对压电纤维复合物应变性能的影响

实验制备了不同纤维厚度和体积分数的压电纤维复合物, 并在0.1 Hz的激励电压下测试了压电纤维复合物的自由应变性能和驱动性能, 研究复合物典型结构参数对其性能的影响。实验发现, 随着压电纤维厚度增加, 复合物自由应变和顶端位移下降, 1000 V激励电压下, 纤维厚度为200 μm样品纵向自由应变为665 με, 驱动Mylar膜产生的顶端位移为1.9 mm, 而纤维厚度为300 μm和400 μm样品的纵向自由应变仅为纤维厚度为200 μm样品的23.2%和11.7%, 顶端位移为纤维厚度为200 μm样品的45.8%和19.0%。压电纤维复合物具有驱动正交异性, 横向自由应变、纵向自由应变以及横向效应系数随着纤维体积分数的降低而减小, 纤维体积分数为74%的复合物其横向自由应变和纵向自由应变分别为体积分数为59%样品的2.04倍和1.72倍, 横向效应系数也从0.519减小到0.451。     

运用压电陶瓷的叠加式力标准机研究与应用

本文首先论述了目前广泛应用于传感器负荷特性试验中的叠加式力标准机的工作本质，在建立力学模型的基础上推导出了这种力标准机产生的力值的数学表示式，指出精确位移控制是这种机产生的力值的数学表示式，指出精确位移控制是这种力标准机的工作实质和关键。据此文中提出和论述了利用压电陶瓷通过控制电场强度实现精度位移控制，将其应用于叠加式力标准机上实现力值精密控制的原理和方法。     

压缩式压电传感器轴向灵敏度的幅值线性度

简述了压电传感器的结构原理，说明了压电传感器幅值灵敏度的线性问题，分析了正反向灵敏度的差异和“饱和现象”，以便在生产、，鉴定与舍不得地加以注意。     

夹心式压电陶瓷超声换能器的非线性研究进展

夹心式压电陶瓷超声换能器是目前大功率超声设备中应用最广的一种换能器,其在大功率工作状态下会呈现出明显的非线性特征。综述了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性方面的研究进展。首先介绍了国内外在压电陶瓷非线性方面的重要理论及实验研究成果,着重阐述了大功率领域常用的硬压电陶瓷的非线性研究工作,其次对夹心式压电陶瓷超声换能器的结构及工艺所引起的非线性进行了简要分析和论述,最后介绍了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性建模方面的研究进展。     

多层独石式压电微位移器的扫描电声像研究

对多层独石式压电微位移器的陶瓷／内电极层界面进行扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描电声显微镜（ＳＥＡＭ）的无损观察，发现该界面在ＳＥＭ和ＳＥＡＭ观察得到的像所给出的信息存在着很大差别，根据ＳＥＡＭ的成像原理，探针能谱分析（ＥＤＳ）以及器件本身陶瓷／内电极层间的层状结构形式，认为这种差异是由于器件在热压和烧结等制作过程中，陶瓷层和内电极层间不同的收缩率使得界面产生非均匀性力学性能而引起的，它与器件烧结时     

压电厚膜的研究现状及趋势

随着电子元器件向小型、高灵敏、集成、多功能化方向发展,薄/厚膜材料及器件逐渐成为研究的重点.由于压电厚膜(10～100μm)兼具有压电陶瓷与压电薄膜的优点,是各种微型传感器和执行器的核心部分,已引起世界各国研究者极大的兴趣,但是大多数研究还处于实验阶段.评述了压电厚膜的制备方法、测试表征以及应用状况,归纳了压电厚膜研究的现状及发展趋势,指出了其中存在的问题及解决办法,并对压电厚膜今后的研究提出了一些建议.     

采用压电陶瓷的气袋用传感器

采用压电陶瓷的气袋用传感器水野利弘在汽车发生碰撞时能保护乘员免受冲击的气袋系统，近年来快速普及。当前交通死亡事故已成为一个社会问题，人们的安全意识加强了，预计汽车的气袋安装率将会日益增加。气袋系统的构成要素中最重要的是检测冲击的传感器。如果不能正确地...     

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型压电陶瓷-硫铝酸盐水泥复合材料的压电性能

采用压制成型法,以快硬硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。分析讨论了极化工艺条件和PZT含量对水泥基压电复合材料压电性的影响。结果表明,较高的极化电场强度和较长的极化时间均有利于压电性能的提高,但当极化电场强度和极化时间达到4.0 kV/mm和45 min后,压电应变常数d₃₃趋于稳定; 随着PZT含量的增加,硫铝酸盐水泥基压电复合材料的压电应变常数d₃₃、压电电压常数g₃₃和机电耦合系数K_P、K_t均显著增大。当PZT质量分数达到85%时,K_P和K_t可达28.54%和28.19%。      

不同类型的基体对0-3型压电复合材料性能的影响

制备了PZT/环氧树脂和PZT/尼龙两种0-3型压电复合材料。研究表明,以尼龙-1010为基体的复合材料的饱和极化电场E_s和时间t_s均比环氧树脂E-20为基体的复合材料低,而压电系数d₃₃却比后者高。     

圆环形截面压电纤维复合材料有效电弹性性能研究

研究含周期分布压电纤维的压电复合材料的有效电弹性性能。通过在材料代表性体积单元边界上施加位移和电势周期边界条件,利用有限元法求得了代表性体积单元内的电弹性场。由平均电弹性场和压电复合材料有效电弹性性能定义,预测了圆环形截面压电纤维复合材料的有效电弹性系数。通过算例,比较了相同压电材料体积分数下圆环形截面压电纤维复合材料与圆截面压电纤维复合材料有效电弹性性能的差异,讨论了圆环形截面压电纤维内部非压电填充物的力学性质对有效压电系数的影响。该文结论可为高灵敏度压电复合材料设计提供 参考。     

利用厚度剪切压电效应的自适应压电复合材料夹芯结构的研究

提出了利用厚度剪切压电效应的压电复合材料(PCM TS) 作为夹芯结构芯材的新型驱动方式, 分析了PCM TS 的驱动原理。针对含有1-3 型PCM TS 芯材的夹芯梁结构, 实验研究了PCM TS 在静电场作用下的驱动特性, 并利用PCM TS 芯材对夹芯梁的振动进行了主动控制实验。结果表明, 利用PCM TS 作为驱动元件, 夹芯梁获得了比较理想的变形量, 其振动也能得到较为有效的控制, 因此是一种很有应用前途的驱动方式。      

PZT/PVDF压电复合材料的制备及性能

X射线衍射测试表明,用氧化物烧结法制备的PZT粉末,其Zr与Ti的原子比为52:48,为纯四方钙钛矿型结晶相;用模压/烧结工艺制备了六种含PZT不同体积分数的PZT/PVDF复合材料;介电性和压电性的测试表明,随着PZT体积分数的增加,材料的电性能参数呈非线性增大,当PZT的体积分数超过70%时,介电常数ε和压电常数d33值迅速增加,当PZT体积分数达到90%时,其电性能与纯PZT相当.     

PZT/P VDF 压电复合材料的制备及其性能研究

用氧化物一步合成法制备了PZT 粉末, X 射线衍射测试结果显示, 它是Zr/T i 为52∶48 的纯四方钙钛矿型结晶相, 并用SEM 观察了PZT 粉末的形貌; 用热分析仪测试了PVDF 的固化温度; 在自制模具上采用模压/烧结工艺获得了六种含PZT 不同体积含量的PZT/ PVDF 复合材料; 对其介电性和压电性的测试表明, 随着PZT体积含量的增加, 电性能参数呈非线性增大, 当PZT 的体积份数超过70% 时, 介电常数E和压电常数d₃₃值迅速增加, PZT 体积份数达到90% 时, 其电性能参数与纯PZT 值接近, 但此时复合材料的脆性较大, 已没有实用价值。     

PZN-PZT压电陶瓷及其PVDF压电复合材料的制备和性能

采用固相烧结法合成了PZN-PZT(铌锌锆钛酸铅)三元系压电陶瓷烧结块材和粉末,并采用XRD、SEM等测试方法对其结构和性能进行了分析。PZN-PZT常压烧结陶瓷具有优良的压电性能,PZN-PZT颗粒粒径在0.5~4 μm之间,颗粒形态不太规整。采用溶液共混法将PZN-PZT粒子均匀分散于PVDF基体中,制备了PZN-PZT/PVDF 0-3型压电复合材料。研究了PZN-PZT质量分数、极化电场等因素对该压电复合材料压电和介电性能的影响。实验结果表明,选用压电活性更高的压电陶瓷粉末进行复合,可有效提高压电复合材料的压电性能。增加PZN-PZT质量分数、提高极化电压均有利于复合材料压电性能的提高。     

CALL混杂复合材料裂纹尖端损伤区实验研究

本文用以高密度光栅技术为基础的云纹干涉法对带双边裂纹的CALL混杂复合材料进行了拉伸实验研究,得到了在纤维方向和垂直纤维方向拉伸时双边裂纹尖端损伤区的形状及其应变场分布。结合对试件断口形貌的扫描电镜观察,分析了两种拉伸试件的破坏模态。所得实验结果为进一步深入研究CALL混杂复合材料的损伤和破坏机理提供了重要依据。