准晶材料断裂力学复变函数方法的发展及其应用

对准晶材料断裂力学复变函数方法的发展进行了简要介绍,并采用复变函数方法研究了含螺型位错的立方准晶压电材料的断裂问题。基于立方准晶压电材料反平面弹性问题的基本方程,获得了控制方程,并给出控制方程一般解的复变函数表示。在此基础上,结合位错边界条件,获得了声子场和相位子场位移与应力的解析表达式,为立方准晶压电材料的应用奠定了理论基础。     

BZT复合对BNT-BT陶瓷铁电性能和退极化温度的影响

钛酸铋钠（BNT）体系作为一种潜在的无铅压电陶瓷材料受到广泛关注,但钛酸铋钠的退极化温度过低限制了其发展前景。笔者通过在钛酸铋钠-钛酸钡（BNT-BT）中引入锆钛酸钡（BZT）的方法,利用锆钛酸钡的高极化强度的特点,提高了钛酸铋钠-钛酸钡的退极化温度。研究发现,随着BZT质量分数的增加,BNT-BT经历了铁电-弛豫铁电-铁电-弛豫铁电的转变,当BZT质量分数为15%时,由于BZT的高极化特性,BZT电畴的定向诱导或阻碍了BNT-BT电畴的翻转,重新建立起已被破坏的压电陶瓷的长程有序性,表现出明显的铁电相,压电常数也在退极化温度为100℃时达到了110 pC/N,且退极化温度由80℃提高到100℃。     

地震预警技术研究探讨

地震预警是指在地震发生时,抢在地震波传播到设防地区前,向设防地区提前几秒到数十秒发出警报,以减小当地损失的一种技术.目前很多国家如中国、日本和墨西哥等国家已经研发了针对特定工程、城市以及特定区域的地震预警系统.本文从地震预警原理、地震预警盲区、地震预警模式出发总结分析中国、日本和墨西哥的地震预警系统的发展及存在的问题,总结了目前地震预警的相关技术,包括观测台站的布局、地震烈度、地震观测系统和压电地震检波器等,最后指出了目前地震预警存在的问题,并对中国未来的预警系统发展提出了建议.     

压电智能材料在悬臂梁结构振动控制中的应用

研究压电材料在柔性悬臂梁结构振动控制中的应用,采用压电有限元方法对压电智能梁的响应进行了数值模拟,在考虑压电片与悬臂梁之间相互耦合作用的基础上,通过有限元软件ABAQUS数值模拟获得压电智能梁在简谐荷载下的响应,并与有关试验结果进行对比来修正压电应变常数及介电常数等参数.通过数值算例对地震荷载作用下压电梁的振动响应进行了数值模拟,结果表明,压电材料对柔性结构的振动控制效果显著,最大控制效率能达到45%左右.     

分支电路压电阻尼减振技术的电路参数优化

通过建立半主动压电可控悬臂梁有限元模型,进一步采用精细时程积分法求解各节点的挠度和转角.以分支电路中电感和电阻值为设计变量,梁有限元模型动端点处节点位移振幅为目标函数,使用遗传算法优化电路中的电感和电阻,得到不同激励频率下分支电路的最优参数值.优化结果表明,当电感和电阻为最优值时,动端点的振幅都比其他情况下的振幅小;当激励频率和分支电路谐振频率相等时,动端点振幅并不是最小的,即最优电感比谐振频率下的电感值小.     

基于分子动力学的P(VDF50-TrFE50)高电场极化仿真

P(VDF-TrFE)类共聚物具有优异的铁电性能,可用于制作柔性压电传感器。在试验研究中,通常采用高电场极化来增强其压电效应。为了研究该共聚物的传感特性,本文利用分子动力学模拟软件Materials Studio(MS)建立P(VDF₅₀-TrFE₅₀)的三维晶胞模型,模拟高电场极化过程,分析各项极化条件对其剩余极化的影响。结果显示：在高电场强度下,晶胞内的大部分铁电畴在极短时间内完成翻转;P(VDF₅₀-TrFE₅₀)的极化强度与外加电场强度正相关,但当电场强度高于5 V/nm后,极化强度增长减缓;晶胞在低温时保持铁电相而在高温时转变为顺电相;被充分极化的P(VDF₅₀-TrFE₅₀)晶胞的最高剩余极化强度为59.94 mC/m²。该研究表明MS软件具有模拟P(VDF-TrFE)聚合物材料压电特性的能力,可为后续试验研究及传感器制作提供仿真依据。     

压电电子学及其仿生智能传感

在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大应力的柔性器件中,外部的机械刺激为柔性器件运行中的电荷-载流子传输,载流子的产生、复合以及分离提供了新的调制方法.本综述回顾了压电电子学的基础理论,不同维度材料体系中的压电电子学,压电电子学晶体管的分类,及广义压电电子学晶体管的应用方面的最新研究进展,并对将来的研究方向进行了深入讨论.     

具有分支电路的半主动可控压电阻尼减振

分支电路系统中不同电器元件及其不同布置组合,可以构成不同的半主动压电阻尼系统.文中给出一种新型的半主动分支电路的可控压电阻尼技术,并以一个悬臂梁为例,对该方法的有效性进行验证.对悬臂梁处在不同模态或不同位置单个传感器的情况,通过调节可变电容,使电路的振荡频率和模态频率相吻合,从而得到振幅减少的百分比和最佳传感器位置.     

基于差分吸收检测技术的非分散红外CO2呼吸气体传感器

采用非分散红外(non-dispersive infrared,NDIR)气体传感器实时检测呼吸气体中的CO2气体浓度,进而反映人体运动机能和代谢功能等身体状态,可以满足人类日益增强的对自身健康状况进行了解的需求.利用电调制微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)光源和双通...     

锰掺杂BNT-BaTiO3陶瓷微结构和电性能的研究

研究了(Bi1/2Na1/2)TiO3-BaTiO3压电陶瓷在准同型相界附近锰离子掺杂对材料微观结构、压电和介电性能的影响.采用XRD和SEM等方法对材料的相结构和晶粒生长情况进行了研究.结果表明:掺锰有促进烧结的作用并能使晶格发生畸变,使相结构中的四方相向三方相转变;当掺杂量质量分数为0.3%时,可以获得较好的综合性能,压电常数d33=124 pC/N,径向机电耦合系数kp=31%,介电常数3Tε3/0ε=615,介电损耗tanδ=0.014,机械品质因数Qm=267,频率常数Np=3 050 Hz.m.