压电陶瓷研制工艺及其性能的改善

本文简要报道了从理论和实践的结合上对压电陶瓷研制工艺的某些方面进行改进,从而使其一些性能得到改善;并提出了未来压电材料研究和发展方面的一些问题。     

Pb1-xSmxZr0.52Ti0.48O3压电陶瓷的结构与电学性能

采用水热合成法制备Pb1-xSmxZr0.52Ti0.48O3(PSxZT,x=0.00,0.01,0.02,0.03,0.04、0.05)粉体,并在1200,1240,1280及1320℃烧结得到不同微观结构的PSx ZT陶瓷,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)对PSx ZT...     

PSN-PNN-PZT系压电陶瓷的制备及其性能研究

在1 280℃下,采用传统固相反应法制备出Pb(Sn_(0.5)Nb_(0.5))O_3-Pb(Ni_1/_3Nb_2/_3)O_3-Pb[Zr_xTi(_(1-x))]O_3(PSN-PNN-PZT,质量分数x=0.42,0.43,0.44,0.45)压电陶瓷。研究了不同的x对PSN-PNN-PZT压电陶瓷的相结构、显微组织形貌及电学性能的影响。结果表明,当x=0.43时,样品为单一的钙钛矿结构,存在准同型相界,并且晶粒饱满,晶界清晰,颗粒大小均匀,综合电学性能达到最优,压电常数d_(33)=625pC/N,介电常数ε_r=3 005,介电损耗tanδ=1.75%,电容C_p=1 280nF。     

锂掺杂BNKT无铅压电陶瓷的制备与电学性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3+x%Li2CO3(x=0～10,质量分数),利用X线衍射(XRD)和扫描电镜等测试技术分析表征了该体系陶瓷的结构、介电与压电性能。结果表明,Li的添加改善了该体系陶瓷的烧结性能,烧结温度明显降低,弛豫程度增强;XRD结果表明,x<5.0时,陶瓷具有单一钙钛矿结构。Li的引入改善了该体系的电学性能,室温下该体系的压电常数d33可达174 pC/N,平面机电耦合系数kp达到29.7%。掺Li后,该陶瓷的去极化温度(Td)有所提高,其中当锂的质量分数增至1.0时,该陶瓷的Td高达180℃。     

BNKT BZN无铅压电陶瓷的制备及电学性能研究

采用传统固相法制备得到(0.8-x) Bi0.5 Na0.5TiO3-0.2Bi0.K0.5TiO3-xBi(Zn2/3 Nb1/3)O3(摩尔分数0≤x≤0.06)(简称(0.8-x)BNT-0.2BKT-xBZN)无铅压电陶瓷.利用XRD、SEM等测试技术表征了该体系陶瓷的晶体结构、表面形貌及介电和压电性能.研究结果表明,所有组分的陶瓷样品均形成典型的钙钛矿结构;同一烧结温度下,随着Bi(Zn2/3 Nb1/3)O3含量的增加,晶粒尺寸增加;在1 180℃烧结温度保温2h的条件下,组成为x=0.02的陶瓷样品经极化后,压电常数d33=48 pC/N,相对介电常数ε33T/ε0=598.9,介电损耗tan δ=0.048 45.     

B-Si-Pb玻璃掺杂PBSNF-PZT压电陶瓷的性能研究

通过传统固相反应法合成了P)b0.95Ba0.05[(Sb0.6Fe0.4)0.5Nb0.5]0.02Zr0.52Ti0.48O3(PBSNF-PZT)压电陶瓷,研究了B-Si-Pb(B2O3-SiO2-PbO)玻璃掺杂对PBSNF-PZT陶瓷结构及性能的影响。结果表明,掺杂少量B-Si-Pb玻璃后,所制PBSNF-P...     

压电马达用压电陶瓷的研究

采用传统的电子陶瓷工艺制备了高性能四元系压电陶瓷 (PZN- PMS- PZT- r Mn O2 )。考察了不同剂量的锰掺杂对压电陶瓷的介电性能和压电性能的影响 ,即室温介电常数 ε、介电损耗 tanδ、居里温度 Tc、机电耦合系数 kp、压电常数 d33和机械品质因数 Qm。随着 Mn含量的增加 ,ε和 tanδ均减小 ;由于内偏置场的影响 ,居里温度 Tc随锰含量的增加而增加。kp 和 d33随 Mn含量的增加而减小 ;而 Qm 表现出较复杂的变化规律 ,随 Mn含量的增加 Qm先增加 ,当 r=0 .2 %时 ,达到最大值 10 0 0 ,当 r>0 .2 %时 ,Qm 下降。实验结果表明 :当 r=0 .2 %的锰掺杂压电陶瓷比较适合制作压电马达 ,其压电性能为 ε=12 0 0、tanδ=0 .0 0 4、Tc=349°C、kp=0 .6 0、d33=380 p C/ N和 Qm=10 0 0     

无铅压电材料NBT-BZT陶瓷压电性能及改性

通过配方试验和性能测试分析研究了(1x)Na1/2Bi1/2TiO3-xBa[ZryTi(1y)]O3(x=0.04,0.06,0.08,0.10,y=0.04,0.045,0.05,0.06)无铅压电陶瓷的压电、介电性能。以及当x=0.06,y=0.045时引入Sn4+对NBT-BZT材料的压电介电性能影响。研究表明:当x=0.06,y=0.045, Sn4+对(Na1/2Bi1/2)2+取代量为0.02时,系统的压电性能参数d33和kt分别达到196 pC/N和0.55,相对介电常数可提高到1 263。     

PNW对PMS-PZT压电陶瓷结构和性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了PNW-PMS-PZT四元系压电陶瓷,分析了陶瓷样品的相结构组成,结果表明所有陶瓷样品的相结构为纯钙钛矿相结构;随着PNW含量的增加,陶瓷晶粒逐渐长大;研究了室温下PNW含量对介电性能和压电性能的影响,实验表明,随着PNW含量的增加,介电常数rε、机电耦合系数kp和压电常数d33先增加,PNW含量为0.02 mol时分别达到最大值,然后降低;随着PNW含量的增加,介电损耗tanδ一直增加,机械品质因数Qm和居里温度TC始终降低。PNW含量为0.02 mol的压电陶瓷适合制作大功率压电陶瓷变压器。其性能为:rε=2 138,tanδ=0.005 8,kp=0.61,Qm=1 275,d33=380 pC/N和TC=205℃。     

PMS-PZT压电陶瓷的制备及性能研究

采用传统陶瓷工艺制备了PMS-PZT三元系压电陶瓷,分析了其粉体和陶瓷样品的相结构组成,测试结果表明在预烧粉体中随着PMS含量的增加,焦绿石相也增加,在所有陶瓷样品中均为100%的钙钛矿结构;研究了室温下PMS含量对相对介电常数er、介质损耗tgd、居里温度tC、机电耦合系数kp、机械品质因数Qm和压电常数d33的影响,实验表明随着PMS含量的增加,材料逐渐变硬,er、tC、kp和d33逐渐减少,tgd和Qm逐渐增加。     

压电陶瓷材料对超声马达性能的影响

考察了３种不同性能的压电陶瓷材料,即偏硬性的铌镁－铌锰－锆钛酸铅（ＰＭＭＮ－ＰＺＴ）、软件的铌镁－铌镍－锆钛酸铅（ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ）和性能介于二者之间的经ＭｎＯ２添加改性的ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺＴ对压电马达性能的影响。利用这３种压电陶瓷材料作为一种摇头式压电超声马达的定子换能器,分别考察了它们对转速、力矩输出、效率和定子换能器的频带宽度等性能的影响。作为对比,也考察了研制的压电马达和日本同类压     

一种新型压电陶瓷控制器的研究

压电陶瓷的迟滞、非线性和蠕变特性，降低了它的定位精度，且给压电陶瓷微定位系统的控制带来困难。该文提出一种新的智能逻辑规则控制算法，仿真结果表明，与PID控制算法相比，控制器输出不仅超调量小、响应时间快，而且控制器的控制精度可以预先设定并通过直接调节参数而满足，满足了压电陶瓷微定位系统高精度的要求。     

含金属芯压电陶瓷纤维的传感特性研究

压电陶瓷纤维(MPFs)是一种新型的智能材料。该文简述了其几何形状、制备工艺,从理论上分析了其应变传感原理。实验研究了MPFs的准静态、动态应变传感特性。研究结果表明,MPFs传感器灵敏度很高,静态响应的线性度很好,动态响应则有非线性和迟滞现象。最后探讨了MPFs的几何尺寸对传感性能的影响,分析了迟滞现象产生的原因。     

PZT压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动

本文研究了压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动,通过引入振子的等效弹性系数,用解析法导出了振子的共振频率方程,由频率方程计算了振子耦合振动的共振频率.理论分析表明,压电陶瓷细长棒的纵向振动,薄板的径向及厚度振动等都可由本文理论导出,与数值法相比,本文理论计算简单,物理意义明显.实验表明,振子共振频率的计算值与测量值基本符合.     

压电陶瓷—金属复合体及其应用

叙述了压电陶瓷－金属复合体在压电复合材料中的地位、意义与基本结构；从正逆压电效应的角度，简明地论述了其基本原理；介绍了其在水声换能器、致动器、触觉传感器及加速度传感器方面的应用；指出了今后研究与开发的方向。     

压电陶瓷点火器的研究

本文系统地阐述了压电陶瓷点火器的结构.工作情况以及点火效率.这可能对陶瓷点火器的生产有所裨益.     

ZnO掺杂对PSN-PZT陶瓷烧结温度及压电性能的影响(英文)

为了降低PZT压电陶瓷的烧结温度,研究了ZnO掺杂对Ba、Fe改性的PSN-PZT陶瓷的烧结温度和压电特性的影响。通过XRD和SEM测试手段,分析了微观结构和材料性能的关系。XRD结果显示所有样品均呈现四方钙钛矿结构。在w(ZnO)<0.1%时陶瓷压电性能随ZnO的增加而提高;当w(ZnO)=0.1%时,陶瓷样品同样展现出了优良的压电性能。这些结果证明了适量的ZnO掺杂可以降低陶瓷的烧结温度并提高压电性能。     

PZT压电陶瓷极化工艺研究

介绍了6.5 MHz锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷滤波器极化工艺的流程和基本原理,对极化电场、极化温度和极化时间等工艺参数进行了实验研究,并针对实验结果进行了理论分析,确定最佳的极化条件:极化电场强度为2.2 kV/mm、极化温度为130℃,极化时间为15 min。文章还对极化工艺中出现的其他一些问题进行了分析和探讨,从而有效地提高了压电陶瓷的压电性能指标。     

单腔结构压电陶瓷—金属复合体研究

研制出一种单腔结构压电陶瓷－金属复合体，该复合体不仅压电常数高，而且具有压电常数的位置依赖性小、制作更为简单、便于稳定地安装使用等优点。由实验研究得出了较佳尺寸的复合体，相应的有效压电应变常数为７８９０ｐＣ／Ｎ，为其中ＰＺＴ压电陶瓷压电应变常数的２４倍。