基于LMS算法的移相干涉仪环境振动控制器

环境振动严重影响移相干涉测量的过程。在运用光学外差法测得移相干涉仪环境振动信号的前提下,设计了采用高速DSP芯片的振动控制器,它对电压形式的振动信号进行采样,用自适应LMS算法分析振动信号,同时输出反馈控制信号。反馈控制信号驱动PZT光学移相器对振动引起的光程差(或波前相位)变化进行实时补偿。通过这种闭环控制,系统能够对幅频积小于100waves*Hz的环境振动进行有效补偿,实验中获得了稳定的移相干涉条纹,保证了光学测试的正确性。     

PZT纳米晶的改进型溶胶-凝胶法制备及其生长过程研究

以乙二醇为溶剂,硝酸锆为锆源,采用改进的溶胶-凝胶法,通过优化工艺参数制备了纳米Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT).通过对工艺条件研究, 揭示了体系的凝胶化可通过升高温度和增加pH值来实现.通过对溶胶的红外光谱分析给出了溶胶、凝胶形成的机理.通过TG-DTA、XRD、SEM、TEM等手段对从凝胶到PZT纳米晶的生长过程及性能进行了表征.实验证明,改进后工艺简单易行,溶胶稳定,干凝胶在650℃热处理2h,获得较完整的钙钛矿型PZT,粒径约为50～100nm.     

基于压电阻抗设备结构健康状态智能诊断方法的研究

利用压电陶瓷(PZT)智能材料作为驱动源产生的波动信号,结合人工神经网络控制方法对设备及结构健康状态进行智能诊断.通过研究首先构建了动力学模型,并通过对工程实际中常见结构缺陷问题的实验研究,对模型相关参数进行了优化,同时也证明了该方法的先进性、可行性和实用性.     

用于微装配的二级放大微夹持器的设计与实验

微装配系统中的重要工具之一就是微夹持器,因此设计了利用压电陶瓷驱动的二级放大的微夹持器并利用Pro/E对其建模,计算了其放大倍数和节点应力,同时采用有限元方法对所设计的微夹持器进行张合量、放大倍数、应力、刚度及夹持力的分析计算,最后对微夹持器进行试制,实验测试,测试结果表明该微夹持器设计合理,基本符合要求。     

过量PbO对PZT95/5铁电陶瓷结构和性能的影响

用固相反应法合成组成为Pb0.99+x(Zr0.95Ti0.05)0.98Nb0.02O3+x(x为PbO过量比)的陶瓷粉体,经1200℃烧结2h得到陶瓷样品,研究过量PbO对陶瓷结构和性能的影响。研究发现,过量的PbO将会进入晶格导致晶胞变大;随着铅含量的增加样品的晶粒尺寸增加,维氏硬度减小;当铅过量x=2mol%的时候,样品获得最大的密度7.69g/cm3和最大的相对介电常数325。     

压电陶瓷精密转动平台的转角精度测量

提出了一种亚角秒精度的转角测量方法。利用ZYGO数字干涉仪测量压电陶瓷转动平台驱动待测标准平面镜偏转前后镜子面形精度的PV(Peak Valley)值,二者的差值除以待测标准平面镜的直径,其结果近似等于压电陶瓷转动平台转动的角度。通过测量与误差分析,验证了压电陶瓷转动平台的转角精度小于1 μrad(0.2″),而测量的总误差和压电陶瓷转动平台移动的角度大小有关,移动距离越大,产生的误差越大,但其相对误差小于1％。本测量方法证明压电陶瓷精密转动平台转角精度达到了极紫外太阳望远镜(EUT)0.8″的角分辨率的要求。     

微驱动器的压电-弹性耦合分析(英文)

压电弹性耦合结构是实现MEMS微流体驱动的一种重要方式,掌握压电-弹性振动的耦合机理是微流体驱动协调控制的关键。针对压电与硅膜耦合微驱动结构,基于压电效应和弹性薄板理论,采用Rayleigh-Ritz能量法建立了周边固支边界条件下,弹性振动硅膜与压电驱动膜片耦合振动的理论模型,推导并计算了该微驱动结构的耦合振型及谐振频率。基于激光测振仪进行了该压电微驱动结构的振动测试实验,经实验模态分析获得了实测的谐振频率。理论计算结果与实验测试结果的对比分析表明,两者基本相符,验证了理论分析模型的正确性,为MEMS微流体的驱动与控制提供了一定的理论基础和实验依据。     

PZT,PT干凝胶的制备及应用

采用减压抽滤的方法成功制备了Pb(Zr0.5Ti0.5)O3,PbTiO3干凝胶,并用STA449C差热分析仪表征了干凝胶的性能。干凝胶溶解后得到了性能优良的PZT薄膜和PZT/PT复合膜。采用X射线衍射技术表征了两种薄膜的微观结构及成相特征。薄膜的介电性能及漏电流性能由HP4284ALCR及Keithley6517A来确定。试验结果表明:用减压抽滤得到的干凝胶的方法,可以彻底解决溶胶凝胶中先体存放的问题,得到的铁电薄膜有优良的介电与铁电性能。PZT的相对介电常数与介质损耗分别为424,0.033,PT作为中间层的复合膜的相对介电常数和介质损耗分别为261,0.014;PT薄膜可以调整和改进PZT薄膜的性能,使之达到应用于热释电探测器的要求。     

0-3型压电复合材料圆柱形水听器

使用0-3型PZT/P(VDF-TFE)压电复合材料研制出一种圆柱形水听器,对水听器的结构、材料以及灵敏度进行了理论分析,测量了水听器样品灵敏度随频率的变化曲线。研究结果表明,利用0-3型PZT/P(VDF-TFE)压电复合材料可制作出灵敏度高达-202.3 dB ref.1V/μPa的水听器,静态电容量较大,制作工艺简单,实际测量值和理论计算值很相近。     

Analysis of the stress and interfacial reactions in Pt/Ti/SiO2/Si for use with ferroelectric thin films

The microstructure of the Pt/Ti/SiO₂/Si structure has been investigated by scanning and transmission electron microscopy. Pt films of 100 nm thickness deposited by sputtering or evaporation onto unheated substrates gave complete coverage of the underlying Ti layer and showed a granular and faceted structure with grains ∼20 nm in diameter. They did not exhibit hillocks or surface TiO_x formation. X-ray diffraction was used to examine the film stress through use of the sin²ψ method with bulk values for the elastic constants (v=0.39, E=162 GPa). The as-deposited sputtered film had a compressive stress of ∼540 MPa, while the evaporated films had tensile stresses of ∼630 MPa. The films then received a 400°C rapid thermal anneal (RTA) for 90 s and a subsequent RTA of 650°C for 30s. Further investigation of the film stresses and microstructure were made after each annealing step. After the low temperature anneal, the film stress for the sputtered film became tensile. Plan-view sections examined by transmission electron microscopy (TEM) showed that the as-deposited sputtered films were dense but became porous after annealing. Initially, the evaporated films had a less dense microstructure, but were more stable with annealing. Little change in the stress for the evaporated film was observed after this initial low temperature annealing step. Additional annealing of the evaporated and sputtered samples caused complete consumption of the Ti layer including some TiO_x formation from the underlying SiO₂ layer and marked interaction with the Pt; however, little change in the stress was found. The surface of the Pt film revealed larger grains, but otherwise remained unaffected. The underlying phase changes were minimized once the Ti layer had reacted with the Pt. Due to the ratio of the layers, Pt:Ti of 2:1, the surface of the Pt was unaffected.