PbTiO3—F24压电复合材料的研究

采用ＰｂＴｉＯ３陶瓷微粉和氟树脂Ｆ２４制备压电复合材料，研究了ＰｂＴｉＯ３－Ｆ２４复合材料配方和工艺，测试和分析了该材料的物理性能和压电性能。     

高温高频用改性PbTiO3压电陶瓷材料研究

研究了Ｐｂ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｂｉ２／３（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３以及Ｂｉ（Ｃｄ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３改性的ＰｂＴｉＯ３陶瓷的高温高频压电性能。结果表明，对ＡＢＯ３型钙钛矿结构的ＰｂＴｉＯ３进行Ａ、Ｂ位复合取代可得到压电性能优良，适合于高温高频应用的压电陶瓷材料。其优良的压电性能及较好的温度稳定性与Ａ位取代的Ｂｉ３＋离子价态、离子半径及Ｂ位取代的复合钙钛矿结构化合物较高的居里温度有关     

Nb2O5掺杂对PMN—PZT系压电陶瓷电性能的影响

从晶本结构和微观组织入手，分析并讨论了掺Ｎｂ２Ｏ５量对３７．５ＰｂＯ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电，压电性能的影响行为和影响机制。实验结果表明，当Ｎｂ２Ｏ５的添加量＝１％时，材料有最好的压电性能。     

改性PbTiO3压电陶瓷各向异性的研究

以改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷的结构为基础，对其各向异性进行了探讨。认为产生大的压电各向异性在于其钙钛矿结构ＡＢＯ３中Ａ位取代离子的特定离子半径和电子态。并依据一些实验现象进行了分析。     

100MHz陶瓷声表面波窄带滤波器研究

给出了在Ｎｄ，Ｉｎ，Ｍｎ改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷基片上，采用三次谐波，设计和制作１００ＭＨｚ的声表面波窄带滤波器的研究结果。     

Nb_2O_5掺杂对PMN－PZT系压电陶瓷电性能的影响

从晶体结构和微观组织入手，分析并讨论了掺Ｎｂ２Ｏ５量对３７．５Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３－２５ＰｂＺｒＯ３－３７．５ＰｂＴｉＯ３材料的介电、压电性能的影响行为和影响机制。实验结果表明，当Ｎｂ２Ｏ５的添加量（摩尔比）ｒ（Ｎｂ２Ｏ５）＝１％时，材料有最好的压电性能（ｋｐ＝０．６２，εｒ＝４０００）。     

钛酸铅材料温度系数的改善

随着压电陶瓷器件向高频方向发展,材料的温度稳定性尤显重要。文章除了对ＡＢＯ３钙钛矿型结构的钛酸铅材料进行Ａ位取代外,并且添加适量的氧化物杂质,从而获得了频率温度稳定性优良的改性ＰｂＴｉＯ３压电陶瓷材料。     

大面积水听器用0-3型压电复合材料的制备

以钛酸铝（ＰＴ）和Ｆ２４「Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）」为原材料，利用热轧法和旋转电晕放电极化方法制备出面积达３７５ｃｍ＾２，厚为首领μｍ的大面积０－３型ＰＴ／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）压电复合材料。其压电应变系数为３２ｐＣ／Ｎ，静水压压电系这到７８２．６ｍＶ．ｍ／Ｎ，并对其温度和压力稳定性进行了分析测试。     

一种铌镁酸铅—钛酸铅晶体的铁电相变研究

研究了Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３晶体的介电、热电和压电性质,温度测量范围为７０Ｋ～６００Ｋ。发现它不仅在４７４Ｋ附近有一铁电－顺电相变,而且在１８０Ｋ附近还存在一个铁电－铁电相变。在相变温度区域里,介电、热电和压电都有明显的热滞效应,具有一级相变特性。     

夹层压电复合材料的研究

使用碳黑／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）导电复合材料与０－３型ＰＺＴ／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）压电复合材料进行二次结构复合,形成夹层压电复合材料,对其压电性能进行了分析测试。研究结果表明,夹层压电复合材料的压电系数（ｄ３３、ｄ３１）比原单层０－３型ＰＺＴ／Ｐ（ＶＤＦ－ＴＦＥ）压电复合材料有明显提高。此外,从理论上分析说明了其压电系数提高的原因在于夹层压电复合材料受到外部应力作用时,产生了内部应力。     

压电叠堆相位滞后特性的研究

压电叠堆构成的微位移器广泛应用于精密工程和各种控制领域. 作动态控制时对压电叠堆的相位响应特性有一定要求.笔者分析了影响压电叠堆响应特性的主要因素:(1)容性器件电流与端电压的关系;(2)叠堆结构本身的蠕变等机械阻尼;(3)信号源内阻造成的相位滞后;(4)机械夹持结构的动特性影响.通过分析可以掌握在堆相位滞后的实质,为控制系统最优设计提供依据.文中给出了一组压电叠堆实际相频特性的测量结果,提出了相位滞后的校正方案,并进行了实际修正.     

直写成型制备的3-3型PZT压电复合材料及其性能

3-3型压电复合材料在超声波传感器、水下声学检测等领域有着广泛的应用。锆钛酸铅(PZT)陶瓷通过复合有望制备具有低介电常数、低脆性等优点的复合材料。采用直写成型技术制备了PZT三维木堆结构支架,结合浸渍法填充环氧树脂制备了3-3型PZT/环氧树脂压电复合材料。研究了陶瓷相体积分数对3-3型PZT/环氧树脂压电复合材料的介电、压电、铁电性能的影响,并对比了PZT陶瓷支架与PZT/环氧树脂复合材料的介电与压电性能。研究结果表明,随着陶瓷相体积分数的增加,复合材料的介电常数、压电常数及剩余极化强度都会增大,PZT支架具有更大的介电常数、压电常数、压电电压常数;当陶瓷相体积分数为36%时,PZT支架与PZT/环氧树脂的压电电压常数分别达到151.0 mV·m/N与104.0 mV·m/N。PZT/环氧树脂复合材料同时具备了压电陶瓷的硬度、电性能,以及聚合物的柔韧性、低密度等优势,其应用前景良好。     

0-3型压电复合材料的声学性能研究

以锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷微粉为填料，按一定的体积分数与PVC复合制得压电复合材料，经直流高压油浴处理后，用四传感器驻波管测量复合材料的声学性能。测试结果表明，在声频125-1600Hz的范围内，极化后的吸声性能增加，而隔声量在低频增加，在中高频(500Hz以上)降低。     

关于钹式压电复合换能器基阵的研究

研究了钹式压电复合换能器平面均匀串联基阵及并联基阵的等静压压电性能。钹式压电复合换能器平面均匀基阵具有1－3连通型复合结构的性能特点。连接阵元的基体材料是影响换能器基阵的等静压压电性能的关键,基体越柔软实测值与理论值越接近。钹式压电复合换能器平面均匀串联基阵及并联基阵的等效等静压压电常数及等效等静压灵敏值与阵列 单个钹式换能器的相同。     

一种声学发射换能器的实验研究

采用有强磁化特性的磁性液体作为换能器中制动元件,实验建立一个交变的梯度磁场作用于磁性液体,通过压电陶瓷换能器检测到磁性液体振动而产生的声波,发现磁性液体在交变梯度磁场作用下有磁致伸缩效应。导出了磁性液体振动特性的动力学一般方程,揭示了交变的梯度磁场作用引起了交变的磁性液体的内压强,从而引起磁性液体的体积发生伸缩,产生机械振动,激励空气产生声波的机理。以磁性液体为制动元件可以研制较理想的大功率低频宽带声学发射换能器。     

低声阻抗0—3型PZT/PT/PVDF压电复合材料的研制

压电陶瓷材料的高声阻抗制约着其在水听器和超声成像方面的应用。为了对压电陶瓷材料的声阻抗和声速进行调节,本研究以聚偏氟乙烯(PVDF)及钛酸铅(PT)和锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷粉体为原料,经过流延、热压等工艺制得了4种含有不同量PT及PZT的0—3型PZT/PT/PVDF压电复合材料。研究了所制压电复合材料的声学、压电和介电性能。结果表明:所制压电复合材料的声阻抗均小于140 MPa.s/m,最优压电应变常数d33达43 pC/N,相对介电常数为185～210,介质损耗约为2×10–2。     

串联2—2复合材料的介电击穿研究

研究了串联2－2型复合材料的介电击穿特性。串联2－2型压电复合材料结构较为简单，它是研究具有复杂连通性压电复合材料的基础。根据能量守恒定律，推导出串联2－2复合材料中压电陶瓷PZT层上和聚合物PVDF层上的电场强度Ec、Ep。由于压电陶瓷的介电常数εc(≈1600ε0)远远大于聚合物的介电常数εp(≈12εo)，因此Ep远远大于Ec。尽管PVDF的介电强度高于PZT的介电强度，但由于Ep远远大于Ec，所以串联2－2型压电复合材料的介电击穿往往是从聚合物层开始的，最后导致复合材料整体被击穿。对理论计算进行了实验验证，结果表明：在PZT含量较低时，计算值与试验值比较接近，但随着复合材料中PZT含量的提高，二者的偏差越来越大。文章最后定性讨论了在高PZT含量时复合材料的计算值与试验值偏差较大的原因。     

螺旋电极压电扭转驱动器的设计与有限元分析

该文设计了一种新型叉指型电极（IDE）结构形式的螺旋电极压电扭转驱动器,推导并建立了螺旋电极平面有效电极区域内点的应变理论方程。利用ABAQUS对该理论方程进行验证,并着重研究了电压、径向尺寸、圆盘厚度对该压电驱动器应变的影响。结果表明,螺旋电极压电扭转驱动器能够产生较大的切向应变和径向应变输出;增大电压,减小压电圆盘径向尺寸和压电圆盘厚度,有利于提高驱动器的驱动性能;在螺旋角、压电圆盘径向尺寸和电压一定时,螺旋电极压电扭转驱动器的切向应变达到普通电极型的17.5倍,径向应变是普通电极型的16倍。     

泵腔结构参数对压电气泵性能影响

为了探究泵腔结构参数对压电气体隔膜泵性能的影响,该文设计了一种压电气体隔膜泵的泵腔结构。首先简述了泵腔的结构设计与工作原理,推导出泵腔出口气流速度的表达式,通过仿真得出泵腔高度、气孔直径对腔体内的瞬时气压、气流速度及气体流量的影响。最后制作了泵腔样机并应用在压电气体隔膜泵中,进行了实验测试及理论分析对比。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,输出流量随着腔高的增大而减小,随着气孔直径的增大而增大,这为压电气体微泵的腔体设计提供了理论参考。     

共聚尼龙/PZT复合材料的压电和介电性能研究

以共聚尼龙为基体,采用简单的热压工艺制备了0-3型共聚尼龙/PZT压电复合材料,研究了所制复合材料的介电和压电性能.结果表明:以共聚尼龙为聚合物基体可以制备出具有优良介电和压电性能的新型聚合物/PZT复合材料;在共聚尼龙的体积分数为0.20时,复合材料的压电常数和相对介电常数都达到最大值,分别为55 pC/N和155.