Compositional dependence of phase structure and electrical properties in (K0.50Na0.50)0.97Bi0.01(Nb1−xZrx)O3 lead-free ceramics

(K_0.50Na_0.50)_0.97Bi_0.01(Nb_1-xZr_x)O₃ (KNBNZ) lead-free ceramics were prepared by the conventional solid-state sintering process. Their phase structure is dependent on the Zr content in the investigated range, and the ceramics endure a phase transition from pseudocubic to orthorhombic with increasing Zr content. Improved piezoelectric properties have been observed when the poling temperature is located at ~100 °C because of the coexistence of orthorhombic and tetragonal phases. Their dielectric and piezoelectric properties were enhanced by doping Zr, the ceramic with x=0.02 showing optimal electrical properties, i.e., d₃₃~161 pC/N, k_p~0.41, Q_m~81, T_c~370 °C, and T_o−t~130 °C. These results show that the KNBNZ ceramic is a promising lead-free piezoelectric material.     

泵用两叠片圆形压电振子的弯曲振动分析

为提高微型压电泵的输出能力,采用瑞利法对固定边界条件下两叠片压电振子进行了理论研究。以压电晶片与金属基板的厚度比α、直径比β(称结构参数)为变量,推导出了压电振子谐振频率及有效机电耦合系数的计算方法。通过编程计算即可获得压电振子的有效机电耦合系数和谐振频率,进而优选压电振子的结构参数。以日本产压电振子为例进行了谐振频率的计算,并与阻抗分析仪的测试的谐振频率进行了比较,二者比较接近。研究结果表明,结构参数的变化对压电振子的谐振频率和机电耦合系数影响较大,当结构参数α、β分别为0.3和0.6时,压电振子的最大有效机电耦合系数为0.52。     

矩形结构压电晶片式骨传导听觉装置研究

提出应用两端刚性夹持式矩形双晶片压电振子作为驱动元件,将音讯信号转换为振动信号,利用骨传导方式,使人感知音讯信号的矩形双晶片压电式骨传导听觉装置。分析影响压电振子性能的参数,利用有限元仿真分析,提出压电振子结构参数的优化方案。设计制作压电式骨传导听觉装置,对压电式骨传导听觉装置与电磁式骨传导听觉装置进行对比试验测试,并对试验结果进行比较分析。试验研究表明:压电式骨传导听觉装置的基本性能指标能够满足骨传导听觉装置的要求。     

高Q_M值夹心式压电超声换能器的设计

为了改善换能器的QM值,降低换能器工作时损耗,设计了一种工作在并联谐振频率的压电超声换能器。根据换能器的频率要求,利用换能器的频率方程完成换能器结构尺寸的设计;使用有限元方法对换能器的结构和性能进行了仿真分析;通过实验分析了压电陶瓷晶片关键参数对换能器性能的影响,提出陶瓷晶片匹配原则,为生产高QM值压电换能器提供了参考。     

采用压电开关分流电路技术的半主动振动控制

利用压电材料的正压电效应,设计出一种新型的状态开关型压电分流电路.由压电换能器将结构振动变形的应变能转化为电介能,当压电换能器极化表面的电荷积聚达到最大值时,闭合分流电路中的状态开关,分流电路短路,压电换能器上下表面的正负电荷中和抵消,以焦耳热的形式耗散掉电介能,达到抑制结构振动的目的.将这种振动控制技术应用于柔性悬臂梁的振动抑制,研究状态开关闭合持续时间对抑振效果的影响.实验结果表明,开关的闭合持续时间约为结构振动周期的1/10时,抑振效果最佳,悬臂梁第一阶稳态响应幅值降低量约为55%.     

PMS-PNN-PT压电厚膜陶瓷材料的研究

利用丝网印刷的方法制备了一种新型复合添加Pb(Mn1/3Sb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3、碱土金属CaCO3、Bi2O3改性PbTi O3压电厚膜陶瓷材料。制得的厚膜膜厚为50~80μm,并具有高压电活性、大压电各向异性、低介电常数及小的介质损耗。分析了预烧粉末和厚膜样品的相结构组成,研究了烧结温度对厚膜陶瓷材料的密度ρ、压电常数d33、厚度机电耦合系数Kt、相对介电常数εr和介质损耗tgδ的影响,结果表明,预烧粉末在850℃下出现了焦绿石相;随着烧结温度的升高,ρ、d33、Kt和εr都是先增大后减小,tgδ先减小后增大。制得了ρ=4.0g/cm3、d33=63.5pC/N、Kt=0.52、εr=143、tgδ=0.009的压电厚膜陶瓷材料。     

Effects of sintering temperature on properties of Na0·5K0·5NbO3-LiSbO3-BiFeO3 lead free ceramics

Abstract

Abstract

Lead free 0·95K_0·5Na_0·5NbO₃-0·05LiSbO₃ (KNN-LS) ceramics doped with 0·4?mol.-% BiFeO₃ (BF) have been prepared by the conventional mixed oxide method with sintering temperature at 1065-1135°C in this paper. The samples are characterised by X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy. The dielectric and piezoelectric properties are also investigated. The results present that initially the increase in the sintering temperature is very effective in improving the density and electric properties. However, the properties of the samples would be deteriorated as they are sintered over the optimum temperature. The KNN-LS (doped with 0·4%BF) ceramics shows excellent properties with sintering temperature at 1100°C.     

压电传感器在线监测蛋白质在自组装膜上的吸附

在压电石英晶体传感器的金电极表面化学修饰烷基硫醇（ＨＳ（ＣＨ２）１５ＣＨ３）的自组装单层膜（ＳＡＭ）,并利用该传感器在线监测纤维蛋白原在ＳＡＭ表面的吸附过程。该方法给出有关蛋白质吸附的动力学、可逆性,吸附等温线等方面的信息。     

脉冲激光溅射沉积PZT膜

利用脉冲激光溅射沉积ＰＺＴ压电陶瓷薄膜。着重研究了制备过程对膜层成分和结构的控制。