压电陶瓷压电特性的激光调制法测量研究

介绍可测量压电陶瓷压电特性的激光干涉调制测量方法.采用相干检测原理对信号进行提取,不仅可以抑制噪声对干涉信号的影响,而且还可以大大降低光电探测器和电路的1/f噪声.与通常干涉仪测量方法相比,这种方法具有测量灵敏度高等优点.利用该方法对压电陶瓷压电特性进行了测量,讨论了激励电压信号的频率、幅度对压电陶瓷压电常数d₃₁的影响,并对其压电迟滞曲线进行了测量.     

厚壁径向极化压电陶瓷薄圆环的研究

本文对厚壁径向极化压电陶瓷薄圆环进行了研究,得出了振子的谐振和反谐振频率的理论方程,并用有限元法分析了和实验测试了径向振动模态,给出了理论、有限元法和实验数据的一个对比。结果表明:本文的理论较为完善,对实际运用有一定的指导意义。     

压电陶瓷超声波马达

压电陶瓷超声波马达是利用压电陶瓷材料激发超声波实现驱动的一种新型电机，同传统的电磁马达和静电马达比较，它具有低速下大力矩输出、无电磁干扰、静音操作、保持力矩大、响应速度快、结构简单等特点。在国外，它已经在精密仪器、航天航空、自动控制、办公自动化、微型机械系统、微装配、精密定位等领域得到了实际应用。文章系统地总结了电压陶瓷声马达的特点，简略介绍了国内外相关技术的发展发问及前沿性研究方向，并提出进一步开发研究的几点建议，希望会对我国压电陶瓷声马达的研究以及相应产品的开发起到积极的促进作用。     

径向极化压电陶瓷长圆管复合超声换能器的径向振动

提出了一种圆管式径向复合压电陶瓷换能器,并对其径向振动特性进行了分析。该换能器由径向极化的压电陶瓷圆管以及金属外圆管组成。利用解析法得出了金属圆管以及具有任意壁厚的径向极化压电陶瓷圆管径向振动的机电等效电路。基于金属圆管与压电圆管的机械边界条件,得出了换能器的六端机电等效电路。在此基础上得出了换能器共振及反共振频率方程的解析表达式,给出了换能器的共振及反共振频率与其几何尺寸之间的依赖关系。利用数值方法对换能器的径向振动特性进行了模拟及仿真,并与解析结果进行了比较。最后,设计并加工了一些径向复合管式压电陶瓷换能器,利用精密阻抗分析仪对其共振及反共振频率进行了实验测试。研究结果表明,利用解析理论得出的换能器共振及反共振频率与数值模拟结果以及实验测试结果符合很好。     

压电陶瓷超声波马达

压电陶瓷超声波马达是利用压电陶瓷材料激发超声波实现驱动的一种新型电机,同传统的电磁马达和静电马达比较,它具有低速下大力矩输出、无电磁干扰、静音操作、保持力矩大、响应速度快、结构简单等特点.在国外,它已经在精密仪器、航天航空、自动控制、办公自动化、微型机械系统、微装配、精密定位等领域得到了实际应用.文章系统地总结了压电陶瓷声马达的特点,简略介绍了国内外相关技术的发展情况及前沿性研究方向,并提出进一步开发研究的几点建议,希望会对我国压电陶瓷声马达的研究以及相应产品的开发起到积极的促进作用.     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟...     

用光纤光栅传感器研究压电陶瓷的特性

提出了一种利用光纤光栅传感器研究压电陶瓷特性的新方法.该方法采用非平衡Michelson扫描干涉仪对光纤光栅传感信号进行相位解调,通过观测波长漂移引起的相移,从而获得压电陶瓷的位移量与所加电压间的关系.实验分析了迟滞特性和蠕变现象,得到了压电陶瓷的电压-位移特性曲线以及蠕变特性曲线.实验表明,光源功率的波动对压电陶瓷迟滞特性不能造成影响且压电陶瓷的蠕变特性与电压方向无关.     

晶粒尺寸对钙钛矿型压电陶瓷压电性能的影响

压电陶瓷能够通过正/逆压电效应实现电能与机械能之间的相互转化,在电子信息、通信、传感等领域中具有广阔的应用前景.压电陶瓷的压电性能对晶粒尺寸极为敏感,其晶粒尺寸效应的研究受到了广泛关注.本文对目前应用较多的几类钙钛矿型压电陶瓷,包括钛酸钡、锆钛酸铅、铌酸钾钠、钛酸铋钠陶瓷的压电性能晶粒尺寸效应的研究与进展进行了综述;总结了这些体系中晶粒尺寸的调控方法,晶粒尺寸效应的表现规律,同时回顾了相关物理模型与理论机制.本文为系统理解压电性能的晶粒尺寸效应提供了指导,并对压电陶瓷晶粒尺寸效应的未来研究方向做出了展望.     

应用迈克耳孙干涉仪研究压电陶瓷的特性

简述了应用迈克耳孙干涉仪测量压电陶瓷压电常量的原理及实验结果分析.简单介绍了研究压电陶瓷振动特性的方法.     

激光干涉法测压电陶瓷的压电常数d31

介绍迈克尔逊干涉仪原理在测微小位移中的应用。确定一种锆钛酸铅镧压电陶瓷的压电常数ｄ３１，得到了一种测ｄ３１的可行可靠的新方法。     

Templated Grain Growth of Textured Piezoelectric Ceramics

Crystallographic texturing of polycrystalline ferroelectric ceramics offers a means of achieving significant enhancements in the piezoelectric response. Templated grain growth (TGG) enables the fabrication of textured ceramics with single crystal-like properties, as well as single crystals. In TGG, nucleation and growth of the desired crystal on aligned single crystal template particles results in an increased fraction of oriented material with heating. To facilitate alignment during forming, template particles must be anisometric in shape. To serve as the preferred sites for epitaxy and subsequent oriented growth of the matrix, the template particles need to be single crystal and chemically stable up to the growth temperature. Besides templating the growth process, the template particles may also serve as seed sites for phase formation of a reactive matrix. This process, referred to as Reactive TGG (RTGG), has been used to obtain highly oriented Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃, Sr_0.53Ba_0.47Nb₂O₆, and (Na_1/2Bi_1/2)TiO₃-BaTiO₃. Highly oriented Bi₄Ti₃O₁₂, Sr₂Nb₂O₇, CaBi₄Ti₄O₁₅, Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃, Sr_0.53Ba_0.47Nb₂O₆ and (Na_1/2Bi_1/2)TiO₃-BaTiO₃ ceramics have been produced by TGG. The resulting ceramics show texture levels up to 90%, and significant enhancements in the piezoelectric properties relative to randomly oriented ceramics with comparable densities. For example, piezoelectric coefficients of textured piezoelectrics are from 2 to 3 times higher than polycrystalline ceramics and as high as 90% of the single crystal values. In textured PMN-PT, a low field (< 5 kV/cm) piezoelectric coefficient (d ₃₃) of ～1600 pC/N was obtained with > 0.3% strain (at 50 kV/cm). The high field dielectric and electromechanical properties of textured perovskites are more hysteretic than those of single crystals, probably as a result of clamping by the residual template particles, residual random grains, the presence of non-ferroelectric second phases, and a wide orientation distribution. Lateral clamping of one grain by another may also be an important factor in fiber-textured samples. Means to further improve the quality of texture and thus properties of textured piezoelectric ceramics by TGG are presented.     

压电陶瓷压电系数测量的一种实验改进方法

针对压电陶瓷的压电系数实验测量中仪器调节的困难,通过放置一个三面箱体辅助仪器来改善对光路的调节,同时在给压电陶瓷施加电压的电路中接入电压报警器,有效控制施加在压电陶瓷上的电压大小,以此避免压电陶瓷的疲劳受损乃至被烧坏。     

干涉法测量压电材料的复压电常数

介绍了采用迈克尔逊干涉仪测量压电材料复压电常数的新方法。干涉仪中一个平反射镜与被测试样粘为一体，另一外与控制压电陶瓷粘为一体。利用光电二极管和两个锁相放大器对干涉图像进行转换和放大测量。     

(Bi0.5Na0.5)TiO3-Ba(Ti,Zr)O3 陶瓷的电性能研究

采用氧化固相法制备了(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBa(Ti0.95Zr0.05)O3(BNT-BZT)陶瓷,其中掺入量x的值分别为0,0.04,0.05,0.06,0.07.研究了BNT-BZT体系陶瓷的准同型相界以及陶瓷材料的微观结构和性能之间的关系,并探讨了陶瓷的介电性能和铁电等性能.通过探究Ba(Ti,Zr)O3(BZT)掺杂量对BNT 各性能的影响得出了当掺杂量x=0.05得到结构较为致密,介电,铁电性能较好的样本,对工业化研究和生产有重要的意义     

Sr位Nd掺杂对SrBi$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;Nb$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;9$lt;/sub$gt;性能的影响及机理研究

采用传统固相法制备了（Sr_1-3x/2A_x/2Nd_x）Bi₂Nb₂O₉（x=0,0.05,0.1和0.2）陶瓷,并系统研究了Nd离子取代Sr离子对SrBi₂Nb₂O₉性能的影响及其作用机理.研究结果表明：Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉的介电常数和介电损耗随温度变化的行为具有明显的离子松弛极化特征.Nd³⁺对Sr²⁺的部分取代,导致Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉剩余极化强度P_r稍有下降,但其压电系数d₃₃却有所增加,根据铁电热力学理论,这是Nd³⁺对Sr²⁺取代导致材料介电常数增大所致.Sr_1-3x/2A_x/2Nd_xBi₂Nb₂O₉的居里温度（T_C）没有随Nd含量的增加而变化,拉曼光谱技术分析表明这是其NbO₆八面体畸变程度没有发生变化所致.Nd³⁺取代Sr²⁺提高了材料的介电常数ε_r、压电系数d₃₃、机电耦合系数K_p,同时降低了机械品质因数Q_m,但是谐振频率温度系数C值没有改变. 关键词： 压电陶瓷 介电性能 压电性能 拉曼光谱     

最优化方法在拟合正交系晶体弹性及压电系数中的应用

由布里渊散射实验可以得到晶体弹性及压电系数。本文介绍了最优化方法在拟合正交晶体弹性及压电系数中的应用 ,并对几种主要的最优化算法的稳定性、初值选取、拟合数据结果的判断及评价等关键问题做了详细的讨论     

Theoretical Studies on Expressions of Condensed-Phase Photoionization Cross Section

A set of general expressions for photoionization cross sections of atoms or molecules embedded in a medium and a dielectric influence function are derived based on Maxwell‘s equations and the Beer-Lambert‘s law in this work.The applications are performed for the photoionization process of solid gold both in the Clausius-Mossotti (virtual cavity) model and the Glauber-Lewenstein (real cavity) model firstly. The results show that the present theoretical expressions of photoionization cross section can be used to describe the photoionization process of atoms in condensed matter properly.     

Theoretical Studies on Expressions of Condensed-Phase Photoionization Cross Section

A set of general expressions for photoionization cross sections of atoms or molecules embedded in a medium and a dielectric influence function are derived based on Maxwell＇s equations and the Beer-Lambert＇s law in this work. The applications are performed for the photoionization process of solid gold both in the Clausius-Mossotti （virtual cavity） model and the Glauber-Lewenstein （real cavity） model firstly. The results show that the present theoretical expressions of photoionization cross section can be used to describe the photoionization process of atoms in condensed matter properly.     

纳米BaTiO3陶瓷的Raman光谱研究

高压能增加陶瓷烧结的致密驱动力和抑制陶瓷晶粒的长大。用高压辅助烧结的方法得到了晶粒尺寸约为60和30 nm的致密纳米BaTiO3陶瓷。BaTiO3陶瓷的晶体结构随温度的变化由变温Raman光谱来研究。在温度范围-190℃到200℃内,与粗晶的BaTiO3陶瓷相比,纳米BaTiO3陶瓷Raman散射结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Raman峰的强度变弱,相变越来越弥散,出现了相变峰的消失;而且随着温度的升高,在纳米BaTiO3陶瓷甚至在30 nm BaTiO3陶瓷中都有与粗晶相同的从三方相到正交相到四方相到立方相的连续相变。变温Raman散射也表明,当晶粒大小减小到纳米尺寸时,纳米BaTiO3陶瓷表现出与粗晶不同的新颖性质。在一定的温度范围内,存在多种铁电相的共存。