钛酸钡系半导体材料

以钛酸钡为主要成分的半导体材料,常含有特定量的硼、锑、钽、稀土元素的一种或若干种。这种材料的电阻率较小,而且当温度超过其居里点后,电阻随温度变化呈明显正相关。为此,常以此制成半导体器件(以下称PTC元件)用作温度传感器和电流控制元件等。 曾有专利提出,如果将钛酸钡系半导体的钡原子部分地换成钙、锶或铅原于,除上述特性仍能保持外,还可改变(提高或降低)它的居里点。另有专利提出,用锰部分地代替钡,则超过居里点后的电阻率能增大。还有专利提出,钛酸     

压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅,简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型,得到考虑多参数影响的电荷表达式.考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用,建立了胶层阻尼效应影响的传感模型,并求得压电传感器的电压表达式.数值模拟结果表明:在PZT传感模型中,利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号,而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关.通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化,并与数值分析结果进行对比,证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律.     

HNT-1型便携式He-Ne激光电源——压电陶瓷变压器的一个应用

HNT—1型便携式He—Ne激光电源是以压电陶瓷变压器为主体的电源变换器。 压电陶瓷变压器是最近发展起来的新型电子器件。 它是由一种铁片材料(例如锆——钛酸铅为主要成分)经烧结而成。由于它与电磁(线绕)·变压器相比,具有成本低、制作方便、体积小、重量轻、不用铜铁材料、无磁性而不产生电磁干扰、升压比高(达450以上)、无击穿和烧毁现象等优点,引起国内外十分重视,行了广泛研究①。HNT—1型电源是把压电陶瓷变压器应用到激光领域,用作便携式He-Ne激光电源的一个尝试,已获得初步成动。     

溶胶-凝胶法制备掺铈PZT粉体材料工艺及结晶性能研究

锆钛酸铅材料(Pb ZrxTi1-xO3)具有优异的铁电,压电和介电性能,被广泛用于数据存储器、声纳、压电换能器等多种领域.锆钛酸铅材料的制备和应用研究是近年来的无机功能材料的研究重点,其中通过改进锆钛酸铅材料的制备工艺和掺入杂质元素来提高材料的性能又是研究的热点.溶胶-凝胶法对各组分含量可以精确控制并且容易实现掺杂,本文采用溶胶—凝胶法,以硝酸锆、醋酸铅、钛酸四丁酯为原料,氧化铈为掺杂剂,制备了不同氧化铈掺杂浓度的锆钛酸铅(PCZT)粉体.用X射线衍射(XRD)检测了粉体的晶体结构,进行了晶格常数计算.总结了稀土铈对PZT材料掺杂后对结晶性能的影响,提出控制好退火温度和选择合适的掺杂浓度是获得良好结晶的两个关键因素.     

技术转让

山东大学成果集锦联系人：吕明新地址：济南市经十路７３号电话：０５３１－２９５５０８１－２２３２邮编：２５００６１编号：J２０１２６１该项目属电子陶瓷材料及其元器件范畴,研究了锆钛酸铅或钛酸铅压电陶瓷材料的质量,进而做械品质因数高、频率温度特性好的高性能压电陶瓷器。通过对配方的掺杂取代,获得高性能的材料配方时,对烧结、研磨、极化、电极设计等关键工艺进行创改进,提高了品质因数Qm值及温度稳定度,制做出品质的压电陶瓷谐振器。应用范围：压电陶瓷元器件在电视机（TV）、影（CD、VCD、DVD）、遥控器、录相机、…     

基于支持向量机的压力传感器校正模型

针对压力传感器输出特性受温度变化和电压波动影响的问题,提出了应用支持向量机对压力传感器输出特性进行非线性补偿的校正模型。校正模型利用支持向量机具有逼近任意非线性函数的特点,通过建立压力传感器输出特性与其实际电压值之间非线性映射关系的校正模型,实现压力传感器非线性补偿校正。实验结果表明,最大相对波动从22.2%降为0.64%,能有效地消除温度和电压波动的影响,在校正模型的输出端得到期望的压力传感器输出特性。     

铋层状与铌酸锂复合压电陶瓷传感器的温度特性

铋层状结构铁电体具有良好的机械性能和较高的居里温度Tc,因而被广泛用作高温传感器的敏感器件.高温压电传感器在核能、燃气轮机、航空、舰船发动机以及需要测量高温振动和压力的场合有着极大需求,但目前国内外用于这些领域的基于铋层状压电传感器在高温时的灵敏度与常温时比较,漂移率达到10%~20%,无法满足满温度范围内(-50~450℃)传感器的灵敏度温漂的要求(≤±5%).因此,本文研究了一种铋层状与铌酸锂复合的压电陶瓷传感器,进行了传感器温度特性理论分析,建立了相应数学模型,并进行实验验证.测试结果表明,这种新型复合式压电陶瓷传感器满温度量程灵敏度漂移小于±3%,具有优异的温度特性,无需采用软件修正测量偏差,能满足美国航空无线电技术委员会(RTCA)制定的DO160要求,可直接用于高温环境的温度精密测量.     

钙离子 A 位固溶改性钛酸铅多晶体的微观结构及响应特性

由于钙离子Ａ位固溶改性钛酸铅烧结多晶材料具有压电各向异性和其它优良的电学性能，所以该材料可广泛应用于制造高频超声换能器、红外检测器和声表面波（ＳＡＷ）器件。应用透射电镜（ＴＥＭ）技术、高分辨率成像技术和Ｘ－射线衍射技术，研究了材料的晶体结构和电畴形态对钙Ａ位固溶改性钛酸铅多晶体的晶体各向异性、压电各向异性和其它电学性质的影响。实验结果发现，高压电极化引起的晶体内部微裂纹，是引起横向机电耦合效应为零的钙离子Ａ位固溶改性钛酸铅多晶压电振子在厚度振动基频附近产生无规律小振幅振动（即假响应）的原因。     

深井和超深井声幅声速测量用的压电陶瓷换能器

为了了解地层的地质结构及油井的固实程度,用超声方法进行声速、声幅测量是常用的重要方法之一。这种方法的基本原理是:一个发射型压电换能器,由于电致伸缩效应使其产生超声波,然后声波经过介质传至固定距离的另一个接收型压电换能器,测量声波在不同介质里传播速度的不同,可判断地层的地质结构;测量声波幅度在同一介质中由于该介质稠密不同而引起的变化,可以判断油井固实程度。随着我国石油工业的飞跃发展,对压电陶瓷换能器性能要求越来越高。这是因为油井越打越深,超过5000米以后,由于地热的关系井下温度较高,可达160℃以上,并且压力也越大。用锆钛酸铅(称为PZT)及铌镁锆钛酸铅(称为PCM)压电陶瓷制作的换     

NBT基陶瓷中相变致电子发射的研究

在无铅铁电阴极钛酸铋钠（NBT）中获得了20 A/cm2的电流发射密度。在施加激励电压过程中,观察到了和其他阴极材料不同的3个发射电流峰。通过考虑相变因数对电流发射的影响,修正了基于极化反转致电子发射模型的电流发射公式,由此定量解释了在NBT基陶瓷中观察到的不同电流发射现象,揭示了电流发射不仅仅由已有文献中提出的快极化反转产生,也可以由极化的变化(比如相变)产生。为进一步验证该结论和弄清不同种类铁电阴极电子发射的机理,进行了NBT与锆钛酸铅（PZT）的电子发射比较实验。在电子发射前后观察到NBT的压电常     

压电陶瓷性能稳定性的讨论

一、引言压电陶瓷的稳定性问题是压电陶瓷工作中一个相当重要的课题。过去对影响稳定性的物理机构以及改善稳定性的途径,有过不少探讨。但大多数是属于BaTiO_3陶瓷,对目前广泛使用的锆钛酸铅陶瓷和三元系陶瓷则研究甚少。而且主要研究材料的时间稳定     

铌镁(锌)酸铅-钛酸铅弛豫铁电单晶研究进展

在最近十几年中,新型弛豫型铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅受到了广泛的关注。这是由于这种新型的弛豫型铁电单晶和传统的压电材料相比较,在准同型相界附近表现出良好的压电、介电与电致伸缩性能。文章介绍了铌镁(锌)酸铅-钛酸铅系列单晶的基本性质,国内外在该晶体制备及晶体性能相关领域的研究进展。     

时尚科技

1音乐雨伞让雨点敲出音乐德国近日发明了一款音乐雨伞——借助压电材料制成的传感器,让洒落伞盖的雨点演奏音乐。发明者用布基胶带在伞盖内侧粘上12个快速反应传感器,连接简单的电路板。传感器由压电材料制成,当感受到压力或遭扭曲时会产生微弱电量。因此,当雨点落在伞盖上时,传感器会受压产生电能     

用水热反应法低温合成钛酸锆酸铅薄膜获得成功

日本东京工业大学工程学系从事无机材料工程学专业的教授们新近研究出一种低温合成具有代表性的压电材料——钛酸锆酸铅薄膜的新技术。     

低融点低膨胀性密封材料

本文介绍一种适用于半导体器件、荧光显示管、硅二极管等电子器件密封的低融点、低膨胀性密封材料。该材料系由经改良的钛酸铅固溶体粉末与低融点玻璃粉末混合而成。 众所周知,以往用于电子器件密封的密封材料,是将钛酸铅(PbTiO_3)粉末作为填充料掺加于PbO—B_2O_3系、PbO—ZnO—B_2O_3系玻璃粉末中混合而成的。这种密封材料热胀系数较高,用途受     

MnSb系压电陶瓷材料sol—gel法合成工艺研究

采用sol-gel工艺制备了钙钛矿结构的锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)，用先驱体合成法制得了PMS、PZN，然后以制得的PZT、作为基料，与PMS、PZN一起合成PMZN压电陶瓷，探讨了PZT、制备工艺对材料结构和性能的影响．结果表明：sol-gel法合成PZT粉制备的PMZN系压电陶瓷材料具有机电耦合系数高，介质损耗小，介电常数与机械品质因数适中等特点：sol-gel工艺降低了材料的烧结温席．改善了材料的介电与压电性能．提高了谐振频率．     

一种全新概念变压器

压电陶瓷变压器及其系列应用产品压电陶瓷变压器是一种从材料、结构、工作原理都与传统电磁变压器截然不同的一种新型变压器。利用特殊的压电陶瓷材料,改性锆钛酸或铌镁锆钛酸等材料,按配方严格配料,经过球磨、喷雾干燥、高压力成型制胚、高温烧结、高压电场极化、严格检测等多道工艺过程,最后就得到了压电陶瓷变压器。它     

基于PZT机电耦合效应的工作平台调平方法

【目的】针对航空航天、工业机器人、生物医疗、光刻机等微机电领域的高精度要求,提出一种基于锆钛酸铅压电陶瓷的调平方法。【方法】首先,设计了由压电陶瓷驱动器、传感器等核心元件组成的调平机构,利用PZT(piezoelectric ceramics,压电陶瓷)的机电耦合效应对工作平台进行闭环调平;然后结合电场中的电介质逆压电效应理论,仿真分析了在工作平台不同位置附加载荷时驱动支腿产生的4种受力和形变情况;最后通过施加驱动电压产生微动位移来实现调平。【结果】当驱动电压在10～150 V时,本调平方法可将工作平台倾斜角减小到原来的37%。【结论】研究结果验证了本调平方法的可行性及理论计算和模拟仿真的统一性,可为功能材料在调平领域的应用提供参考依据。     

检测高压油路压力的夹持式传感器

本文报道一种检测柴油机高压油路压力的夹持式压力传感装置,阐述了其主要参数选择的理论依据,并给出了实测油压波形.图1是夹持式压力传感器的结构简图.其工作原理是:当油管通入高压油时油管产生膨胀变形力,该力通过传力块传递到压电片上,压电片由于正压电效应而产生电荷,该电荷经处理后即可得出表示压力大小的电压信号.     

基于PVDF压电材料的压力传感器设计

设计一种基于有机聚偏二氟乙烯(PVDF)压电材料的压力传感器, 其结构包括探头、 电荷放大电路、   滤波电路和电压放大电路. 压力将触头移动, 使振动的弹性铁片产生形变,  通过弹性铁片上PVDF材料的电压信号变化可实现对压力的测量. 该传感器灵敏度为61.22 mV/N, 可应用于多种压力的测量.