利用新设计磨具对铌酸锂晶片的减薄及减薄后的测试

铌酸锂晶体具有较强的热释电效应,由铌酸锂制作的红外传感器敏感头受到科研人员的广泛关注。将晶片与硅衬底在200°C和压力100N的条件下键合,利用自行设计的磨具将铌酸锂减薄到40微米,磨料由水与刚玉以1∶1的比例制成。本文讨论了铌酸锂键合的过程,减薄的过程及厚度测试,通过拉曼光谱分析残余应力,通过原子力显微镜测试样品表面粗糙度。研究结果表明,通过自行设计的磨具研磨的晶片厚度最大差值7微米,较为均匀;研磨后晶片表面粗糙度为118纳米,较为粗糙;键合后存在一定的残余应力。制作好的铌酸锂晶片符合制作红外传感器敏感头的要求。     

基于铌酸锂的高温压电加速度传感器设计

设计一种耐高温、高稳定性、高可靠性的加速度传感器,针对航空发动机高温恶劣的振动测试环境,传感器选用高居里温度的铌酸锂晶体作为压电元件,整体采用剪切式结构,利用特征系数最大的压电晶体切型,确定特征系数最大的压电晶体切向,以获得铌酸锂晶体较强的压电效应。研制双层铠装高温低噪声电缆,采用高温合金及矿物绝缘等耐高温材料,可在高温环境下长期使用,有效解决传感器小信号高温传输可靠性问题。优化设计传感器结构、封装工艺和测量系统,传感器频响、动态协议性能大为改善。通过对传感器的频率和温度响应、电容损耗等试验表明该传感器在550℃高温环境下能够保持高的可靠性和稳定性,提升航空发动机振动测试的技术能力。     

铌酸锂晶片抛光的主要物理及化学因素分析

光学器件的飞速发展对基体材料铌酸锂不断提出更高要求。为获得满足器件使用要求的超光滑、高平整晶片表面,采用化学机械抛光方法对铌酸锂进行加工。研究过程中,对负载压力、抛光布表面结构、抛光液流量、p H值等工艺参数进行了优化调整,最终制备出平整度较高、表面粗糙度较小的铌酸锂抛光片。实验结果表明,选取Suba 600抛光布、液流量3 m L/s、p H值为10、底盘转速60 r/min、压力为0.16 MPa作为抛光工艺参数可获得高平整、超光滑的铌酸锂抛光片。平面度测量仪与原子力显微镜测试结果表明,所制备LN抛光片的总厚度变化(TTV)为6.398μm,粗糙度(Ra)为0.196 nm。     

铌酸锂换能器在超声基准装置中的应用

针对超声基准装置量传范围较窄且现存超声功率基准装置电测系统中高频电压表不易于溯源等问题,利用压电材料能够将电能转变为机械能的效应原理,根据铌酸锂材料的结构特性,对超声基准装置的关键部件超声换能器及匹配电路进行了改造.改造后的基准装置准确度得到了提高,量传范围得到扩展,新换能器一定程度上解决了装置的高频高压溯源问题,确保了基准装置能在国际超声功率溯源体系中处于领先位置.     

铌酸锂粉体的制备和研究进展

铌酸锂具有居里温度高、自发强度大等优点,是一种重要的压电铁电材料,在电光装置和声表面装置中有着广泛的应用。本文中分析了铌酸锂粉体的国内外研究进展,简要介绍了合成铌酸锂粉体的几种方法,如sol-gel法、沉淀法、水热法等,以及在合成结构均一、纯度高、颗粒尺寸小的铌酸锂粉体方面的研究及其应用现状。     

M—Z型铌酸锂高速调制器

报道了采用行波电极结构的偏振型和与偏振无关型Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３高速强度调制器，其中与偏振无关的高速强度调制器是首次研制成功。     

计及横向振动的夹心式功率超声压电换能器

研究了大尺寸夹心式压电换能器的耦合振动。通过引入各部分的振动耦合系数及等效弹性系数,推出了换能器的耦合振动频率方程。与一维理论比,本方法不受换能器横向尺寸的限制。与数值方法比、本方法无需电子计算机就可迅速得出结果。实验表明,本方法得出的夹心式换能器的共振频率比一维理论得出的结果更接近于实测值。     

聚合物前驱体法制备铌酸钾锂粉体的研究

采用聚合物前驱体法制备了KLN纳米陶瓷粉体。研究了不同pH值、不同柠檬酸与金属离子物质的量比（CA：M^n＋）以及不同退火温度对K-Li-Nb溶胶稳定性以及粉体组成的影响。实验结果表明：K-Li-Nb凝胶热分解过程分为3个阶段，KLN的生成温度在590～620℃左右：当柠檬酸与金属离子物质的量比（CA：M^n＋）为3：l，前驱体溶液pH值控制在6～10内可以得到均匀透明的溶胶。pH=10的前驱体凝胶在850℃下煅烧后得到较纯的KLN纳米陶瓷粉体。     

Pechini法制备铌酸锂陶瓷的结晶性能研究

以Li2CO3、Nb2O5、K2CO3为初始原料,采用Pechini法制备了铌酸锂(LiNbO3)陶瓷。用XRD、SEM等分析了LiNbO3陶瓷的结晶特性。分析结果表明Li2O对于铌酸锂陶瓷的烧结及致密度有着重要的影响,经980℃烧结得到的LiNbO3陶瓷晶粒发育良好,当烧结温度>1100℃时,Li2O有较大的损失,所得到的LiNbO3陶瓷组分与化学计量比有一定偏差。因此应采用多种技术方法来减少Li2O的损失以得到致密、结晶性良好的铌酸锂陶瓷。     

铌酸锂晶体化学键性质研究

利用平均能带模型研究了ＬiNbO3晶体化学键性质,结果表明,铌氧键的共价性为０．２,锂氧键的共价性为０．４２,利用由共价性和极化率定义的化学环境因子h计算LiNbO3中Ｃr^3 的Ｒacah参数和ＬiNbO3中Ｆe^2 的穆斯堡尔同质异能位移均与实验值一致。     

铌酸钾锂晶体的生长研究

首次使用坩埚下降法生长了蓝光掊频晶体铌酸钾锂K₃Li_2-xNb_5＋xO_15＋2_x（0＜x＜0．5）,探讨了该晶体的最佳生长条件,包括组份选择、原料处理、炉温控制、温场设计等,成功地生长出直径10mm、长度25mm的透明KLN晶体．     

基于机械品质因数的全波压电超声换能器设计

针对全波压电超声换能器常规设计方法存在的尺寸参数较多、计算较复杂等问题,研究了一种利用机械品质因数设计全波压电超声换能器的方法.基于压电超声理论推导了全波压电超声换能器的频率方程,利用电学理论推导了全波压电超声换能器各组成部分的等效电路,利用等效电路求取了在任意等效截面处的等效机械阻抗,进而推导出全波压电超声换能器各部...     

铌酸锂晶体的结构与性能关系研究

在实验测定的结晶学数据基础上，键价模型和化学键方法都被应用于定量或定性的研究铌酸锂晶体的物理性质，例如介电性质（包括折射指数n0和二阶非线性光学系数dij）、居里温度Te和自发极化率Ps。在前期工作中提出的Nb^5＋位依赖Li^＋位敏感的模型已成功地应用于铌酸锂晶体多种物理性质的研究。结果显示，其物理性质对晶体组成有强烈的依赖性。Nb^5＋位对于铌酸锂晶体的机械性质具有很强的影响；而Li^＋位也与晶体的介电性质密切相关．同时Li^＋位也是对＋1～＋5价不同掺杂剂敏感的晶格位置。     

气氛烧结锂掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷的电学性能

在工业氮气(N2)气氛条件下制备了锂掺杂铌酸钾钠(NKLN)无铅压电陶瓷,研究了Li掺杂量对陶瓷相结构、微观结构及电学性能的影响.结果表明,NKLN陶瓷具有钙钛矿结构,随Li含量的增加,陶瓷在室温下出现了从斜方相到四方相的转变;当Li含量为7%(摩尔分数)时,陶瓷具有优良的电学性能,压电常数(d33)、机电耦合系数(kp)和剩余极化强度(Pr)分别为223pC/N、38.2%和12.11μC/cm2;陶瓷的居里温度Tc随着Li含量的增加而升高,当Li含量为6%(摩尔分数)时为420℃,Li含量为8%(摩尔分数)时为480℃.     

钽铌酸锂晶体的介电谱研究

研究了钽铌酸锂(LiTa_xNb_(1-x)O_3,x=0,0.02,0.06,0.59,0.92和1.00)晶体在室温的低频和射频介电谱。给出了它们的自由介电常数和受夹介电常数。讨论了低频介电损耗与晶体组分的关系。指出低频介电响应的测量可以作为衡量晶体质量的一种手段。     

铌酸钾锂晶体的生长技术

铌酸钾锂被认为是目前综合性能指数最高的非线性光学晶体,在半导体二极管蓝激光倍频方面有广阔的应用前景。本文综述了用于蓝光倍频的铌酸钾锂晶体生长研究进展,比较了不同生长方法的优缺点,报道了我们在该晶体坩埚下降法生长研究方面的最新成果。     

改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料的研究

偏铌酸铅是一种性能很有特色却又制备困难的高温压电陶瓷材料，而采用少量Ｍｅ＾２＋置换和微量稀有元素氧化物添杂方法，获得了压电性能和工艺性能均十分优良的改性偏铌酸铅高温压电陶瓷材料，并以热力学熵稳定原理，定性地解释了少量置换与微量添杂对稳定铁电相的作用，同时也对这种压电陶瓷材料的高温压电特性和高温下的应用进行了研究与试验，结果表明，这种材料是一种可以在４００℃下应用的高温压电陶瓷材料。     

碳纳米管复合铌酸钠钾压电陶瓷的制备和研究

采用传统固相反应法制备了铌酸钠钾(KNN)粉体,在该粉体中添加碳纳米管(CNT)后,制备成CNT-KNN复合材料,研究了该复合材料的介电和压电性能。实验发现CNT的添加没有改变KNN压电陶瓷的晶体结构。少量的CNT添加(0.02‰(质量分数))提高了压电性能,过多的CNT(0.02‰(质量分数))会导致压电性能降低。同时发现,CNT的添加降低了样品的介电常数,介电性能明显依赖于密度关系。     

圆台型自聚焦超声压电换能器研究

对圆台型自聚焦超声压电换能器辐射声场分布进行了数值计算,分析了圆台换能器几何参数小端半径b、大端半径a以及高度h对轴向声场以及焦平面声场分布的影响。结果表明:圆台型自聚焦超声换能器轴向声场为振荡分布,声强平均值较高,存在一组最佳参数对应于最佳的聚焦效果,而径向声场分布比较均匀,焦平面有效半径小,受参数影响较小。