压电陶瓷—明胶复合材料的功能效应与实验分析

分析了锆钛酸铝压电陶瓷－明胶复合材料中的功能效应,并对该功能效应的整个响应过程进行了研究,研究结果表明,在压电陶瓷－明胶复合材料中,明胶渗透压的改变是影响压电陶瓷电信号输出发生变化的主要因素,通过乘积效应原理的应用,对复合材料随外界条件的改变而产生的电信号的输出进行了实验研究和理论推导,分析结果与实验符合较好。     

压电层合板的结构特性及优化分析

基于三维弹性和压电理论 ,用幂级数展开方法得到了压电层合板静态特性的三维解 ;给出了压电层与基体之间剪应力、位移、电势的三维分布图 ;讨论了工程中常用的 2类压电材料在感知和作动情况下沿压电材料厚度方向电势的分布情况 ,分析了电势可看作线性分布的条件 ;讨论了压电层及粘结层厚度变化对层合板变形的影响 ,并作了优化分析 .     

微机械加速度计的研究

讨论了一种扭摆式微机械加速度计。介绍了它的敏感元件的结构尺寸、振动模态以及数学模型。阐述了位移检测电路的原理和要求,以及满足这些要求所采用的技术措施。推导了这种加速度计的敏感元件和位移检测电路的灵敏度公式。叙述了敏感元件的体硅溶解薄片法制造工艺。从热噪声和电噪声两方面分析了这种加速度计的精度极限,相对于当地重力加速度应该能达到１０－５。但是,试验样机的初步实验结果表明,目前精度只有１０－２～１０－３,因此,还有巨大潜力。     

一种压电超声马达的工作原理

定性介绍了压电陶瓷技术研究所研制的一种压电超声马达的工作原理。通过定量建立和解压电定子的振动方程,得出定子驱动端轨迹为椭圆这一推动转子转动的关键,并对转子材料提出一些要求。     

基于非线性的压电层合板弯曲

考虑几何非线性和非线性压电效应,研究了压电材料作为变形驱动器的压电层合板的弯曲,建立了基于非线性的压电层合板的广义本构方程.利用Ritz法得到悬臂压电层合板的弯曲变形与作用电场间的非线性关系.计算分析表明：在强电场的作用下变形会迅速偏离线性结果,此时必须考虑非线性压电效应,而线性分析只适合于低电场的情况.     

新型功能材料驱动的高性能电液伺服阀

与传统伺服阀相比,以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀,具有高频响、高精度和易于微型化等优点。介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM、电致伸缩材料PMN和形状记忆合金SMA等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理,并对它们的各自特点进行了对比分析。最后对新型功能材料,特别是超磁致伸缩材料GMM,在高性能电液伺服阀的应用现状进行了展望。     

Bi_(0.5)(Na_(0.85)K_(0.15))_(0.5)TiO_3压电陶瓷溶胶-凝胶法制备技术研究

分析了溶胶凝胶工艺制备Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5Ti O3微粉中工艺条件的影响,得到了稳定的溶胶,并在750℃合成了颗粒尺寸为100nm左右的微粉;利用该粉体在1175℃烧结得到了性能较好的Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5Ti O3陶瓷,d33=100pC/N,Qm=193.     

无铅压电陶瓷中频滤波器的研制

采用本组发明的BNKLT系无铅压电陶瓷,研制了中频陶瓷滤波器.该体系陶瓷具有较高的使用温度,在160℃以上仍然具有较强压电性.利用此体系材料,采用轮廓振动模式,制作了插损约为3dB,中心频率约为530kHz,带宽约为8.8kHz,左、右选择性均良好的无铅压电陶瓷单片式中频滤波器;采用全电极径向振动模式,制作了插入损耗小于6dB、阻带损耗大于30dB、频率特性曲线平滑、具有良好选择性的中频(IF=460kHz)多节带通滤波器.与含铅压电陶瓷多节滤波器相比,BNKLT无铅压电陶瓷滤波器的特性还有差距,有待改进;而对单片式滤波器来说,除中心频率以外,大部分指标可满足村田公司同类含铅陶瓷中频滤波器(SFU系列)产品标准,具有良好的应用前景.     

掺锰改性(Bi_(0.5)Na_(0.5))_(0.94)(Ba_(0.5)Sr_(0.5))_(0.06)TiO_3压电陶瓷的性能和微结构

采用传统陶瓷生产工艺制备了新型(Bi0.5Na0.5)0.94(Ba0.5Sr0.5)0.06Ti O3 x(wt%)MnO2体系无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的晶相结构、表面形貌、压电和介电性能.结果表明,该体系具有单一的钙钛矿结构;具有良好的压电性能,其压电常数d33为101pC/N,机电耦合系数kp为0.21,机械品质因素Qm为192,且具有较低的介质损耗(tanδ=0.0217).在1200℃,2h的烧结条件下,能够获得致密的陶瓷体;MnO2的添加量对晶粒生长具有一定的限制作用,随着Mn元素的含量增加,晶粒尺寸变大;与不添加Mn元素的陶瓷样品相比,添加少量Mn元素可以使晶粒尺寸变小,且更均匀.     

五元系PMMSN压电陶瓷材料及其低温烧结

设计并研究了一种新型五元系压电陶瓷材料Pb(Mg1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)b(Mn1/3Sb2/3)cZrdTieO3(PMMSN).以材料的准同型相界附近的组成为研究对象,采用普通合成法、不同合成路径的先驱体法进行材料合成,通过添加低温烧结促进剂实现低温烧结,并研究其对材料性能的影响.结果表明,三组元复合先驱体法合成材料的性能最佳,1100℃烧结样品的性能参数为Qm=1916,kp=0.56,d33=326pC/N,ε33T/ε0=1349,tanδ=0.0043.添加Si O2,CdO可使材料烧结温度降低到850℃～950℃,且基本保持了材料的特性,在低温共烧叠层功率型压电陶瓷器件方面显示出好的应用前景.