压电材料中渗透性周期共线反平面裂纹问题

本文利用复变函数方法,借助于Riemann-Schwarz延拓技术和保形映照方法,研究了渗透性边界条件下周期共线反平面裂纹问题,获得了解的表达式,得到了力学和电学强度因子。结果表明在裂纹尖端应力和电位移的奇异性都与远场作用的应力载荷和裂纹长度有关,其中应力的奇异性与材料无关,电位移的奇异性则与材料有关,电载荷对裂尖的奇异性没有影响。最后,运用数值算例,给出周期裂纹间的干涉效应和裂纹的尺度效应。     

力电多场鼓包法测定PZT铁电薄膜的横向压电系数

为表征Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT)薄膜的横向压电性能,以纯力场鼓包测试模型和铁电薄膜材料压电方程为基础,推导了PZT铁电薄膜的力电耦合鼓包本构模型。采用溶胶-凝胶法制备了PZT铁电薄膜,并通过化学腐蚀法获得PZT薄膜鼓包样品。在外加电压为0~14V的条件下进行鼓包测试。结果表明,在纯力场作用下,PZT薄膜的弹性模量和残余应力分别为91.9GPa和36.2MPa;随着电压从2V变化到14V,PZT薄膜的横向压电系数d31从-28.9pm/V变化到-45.8pm/V。本工作所发展的力电耦合鼓包测试技术及力电耦合鼓包本构模型为评价铁电薄膜材料的横向压电性能提供了一种有效的分析方法。     

压电厚膜的研究现状及趋势

随着电子元器件向小型、高灵敏、集成、多功能化方向发展,薄/厚膜材料及器件逐渐成为研究的重点.由于压电厚膜(10～100μm)兼具有压电陶瓷与压电薄膜的优点,是各种微型传感器和执行器的核心部分,已引起世界各国研究者极大的兴趣,但是大多数研究还处于实验阶段.评述了压电厚膜的制备方法、测试表征以及应用状况,归纳了压电厚膜研究的现状及发展趋势,指出了其中存在的问题及解决办法,并对压电厚膜今后的研究提出了一些建议.     

高活性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的合成及其烧结性能研究

以Pb3O4、ZrO2和TiO2为原料,采用冲击波加载技术合成锆钛酸铅Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体,并对粉体活性和烧结特性进行XRD和SEM表征,研究结果表明,利用冲击波的高温高压作用可以合成单一钙钛矿相锆钛酸铅粉体,合成粉体产生了细化并存在一定程度的晶格畸变,有利于增强粉体活性,促进了低温活化烧结,也显著地改善了陶瓷的烧结性能,在常压下1200℃烧结150min得到了密度达到7.83g/cm3的锆钛酸铅95/5陶瓷体,比传统固相法制备的粉体烧结温度降低了100℃左右,且得到的陶瓷体晶粒形状、大小均匀。     

(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3陶瓷的介电压电性能

研究了(Na0.8K0.2)0.5Bi0.5TiO3陶瓷的介电和压电性能,发现陶瓷从室温到500℃温度范围的介电谱中存在两个介电峰,电滞回线显示第一个介电峰由铁电-反铁电相变引起的,温度继续升高,反铁电相由宏畴变为微畴,微畴向顺电相转变导致了第二个介电峰,该峰对应的相变为弥散型相变.室温下陶瓷具有较高的剩余极化强度Pr=29.4μC/cm2和相对低的矫顽电场Ec=2.8kV/mm,极化后的陶瓷显示出较高的压电常数d33=120pC/N和机电耦合系数Kp=28.5%,以及高的频率常数Nφ=2916Hz.m,120℃具有最小的谐振频率温度系数.     

压电陶瓷在结构振动及声辐射有源控制中的新应用

介绍了压电陶瓷的新应用──作为有源振动、噪声控制中的执行元件和传感器，并讨论了对该材料的性能要求、参数选择以及应用实例。     

Na0.5Bi2.5Nb2O9-Na0.5Bi4.5Ti4O15材料的微观结构及电性能

采用固相烧结法制备了铋层结构铁电材料(1-x)Na0.5Bi2.5Nb₂O₉-xNa0.5Bi4.5Ti₄O₁₅(NBNO-NBT-x)。结合XRD、SEM以及电子能谱分析推测NBNO-NBT-0.5陶瓷主要为2-4层的共生结构NaBi₇Ti₄Nb₂O₂₄,由Na0.5Bi2.5Nb₂O₉和Na0.5Bi4.5-Ti₄O₁₅沿c轴交替排列。晶格结构的不对称性增加导致晶格应力增大,而NBNO和NBT两种单体系的复合将进一步加大离子无序和结构无序,从而使该组成的陶瓷表现出不同于两种单体系的微观结构和电性能。NBNO-NBT-0.5陶瓷的晶粒长度大于20 μm,厚度小于2 μm,晶粒长径比明显高于NBNO和NBT;而相比于两种单体其居里温度TC降低,居里峰宽化,高温介电损耗增大,电导激活能减小,铁电、压电性能降低。     

PMN-PT单晶与陶瓷在性能及相变方面的特点

着重介绍了用Ｂridgman方法生长的（１-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)固溶体单昌在介电,压电、热释电性能及相应方面的一些特点;①异常高的电常数d33(高达３０００pC/N以上）,耦合系数kg(在０．６以上）,k33(达０．９０）,高的介电常数ε（高达５００甚至更高）,低的Ｑm值（约６０）,热释电系数也较高。②强烈的各向异性。③随着ＰＴ含量的增加,系统的弛豫行为逐渐减弱,在x=0．３３时,材料在室温下成为正常铁电体,但ＰＥ－ＦＥ相变并非正常铁电相变,表现在Ｔ＞Ｔm时,ε－Ｔ关系不遵守居里－包斯定律,而是遵守Ｓmolenskii的关系。该相变也明显地与弥散相变不同,这种行为可用无场的观点加以解释。     

通过阵列传感器获取固定板声辐射模态伴随系数

以固定支撑板为例,提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量前三阶声辐射模态幅值.在振动板表面布置一组形状相同的矩形PVDF(Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯)薄膜作为传感器,根据所需要的声辐射模态伴随系数,通过对PVDF传感器阵列输出信号设计的加权系数,使PVDF传感器阵列输出信号为相应的声辐射模态伴随系数.结果表明这种PVDF传感器阵列设计与外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置)无关,而且适用任意边界条件板结构.     

基于分支电路的主动-被动混合式结构振动控制

研究了压电智能结构振动控制问题。采用基于分支电路的主动-被动混合的控制方法对结构振动进行抑制，通过在控制器中设置主动电感使得分支电路的谐振频率在一定范围内可以连续调节，以适应激励频率的变化。给出了系统的模型及控制算法，并进行了仿真及实验研究。仿真及实验研究的结果表明该方法能有效地抑制结构振动，并且其鲁棒性明显好于Filter-x算法。