新型压电单晶与电声换能技术的发展

弛豫铁电单晶PMNT具有优异的压电性能，它可以替代传统的压电陶瓷，在声呐探测，超声成像，高应变驱动器等方面得到广泛的应用。我们已经成功地生长地了尺寸为φ40&;#215;80mm的PMNT单晶，其主要性能为，压电系数d33&;gt;3000pC/N，介电常数ε-5000，损耗tanδ&;lt;0．9％，纵向长度伸缩机电耦合k33-94%，厚度伸缩机电耦合kt-62%，我们成功地制备出了在电声成像系统中的PMNT单晶压电换能器，使探测器的电声信号幅度有显著提高，充分显示了新型压电单晶在电声换能技术中具有巨大的应用前景。     

大功率超声波压电换能材料的研究

介绍了大功率超声波压电换能材料在工业及国防上的主要应用。通过对传统压电陶瓷工艺在某些工序的改进,如二次细磨的湿式化及通过四元系压电陶瓷配方的优化发现可制备出高居里温度(TC=330℃)大功率超声压电陶瓷换能器材料,测得其压电常数(d33)可达350,机械品质因数1 200,机电耦合系数(kp)为0.6,同时具有良好的一致性、机械强度和抗冲击能力。     

压电驻极体材料与电声器件

含封闭孔洞结构的聚合物薄膜经过适当的电极化处理后表现出突出的压电活性。由于它同时具有压电材料和驻极体的特点．被命名为压电驻极体。说明了压电驻极体薄膜的制各方法,以及在传声器上的应用,并给出了制备样品的电声参数：采用的压电驻极体薄膜的准静态压电系数d33为200pC／N,其制成的传声器灵敏度为-61,74dB．与理论计算结果相符。新型的压电传声器的优点在于其设计简单,体积小,可靠性高和成本低,同时外观和尺寸有较大可变空间范围。     

褶皱型复合式压电换能结构的建模及分析

主要针对现有的Rainbow型和折叠型压电换能结构的不足,提出一种新型的具有较大变形能力,坚固的压电换能结构,即褶皱型复合式压电换能结构。主要对3种结构进行对比及对褶皱型复合式压电换能结构进行理论建模,并在理论上对褶皱型压电换能结构的参数对电势的影响进行分析。利用ANSYS有限元分析软件进行仿真分析,在相同条件下对比3种结构的变形,以及验证理论分析结果的正确性。     

压电复合材料在水声,电声方面的应用

压电复合材料在水声、电声方面的应用北京信息工程学院王丽坤，张福学西安交通大学邹小平１引言压电复合材料由压电陶瓷和高分子聚合物或橡胶复合而成，既具有陶瓷的强压电效应，又具有有机材料的柔软性，阻抗易于与空气、皮肤、水匹配。它可将压力信号转换为电信号输出，...     

新型压电材料——La3Ga5SiO14单晶

介绍了一种性能优异的新型压电材料－Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４单晶的结构及其性能,叙述了Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４单晶的生长条件及其原料制备方法,同时对这种晶体在声体波及声表面波领域的良好的应用前景进行了讨论。     

四硼酸锂单晶的弹性,压电及介电性能

由描述各向异性固体中弹性波的耦合波方程,推导出确定四硼酸锂(Li_2B_4O_7)弹性常数所必须的完整关系式。使用几种不同取向的晶体样品,用传输线路法和脉冲回波重合法测量了六种不同振动模式的谐振频率和声速,由这组数据计算出它的弹性、压电及介电常数。     

压电电声陶瓷片的无垫粉叠层一次烧成

通过向实用化的压电电声瓷料中加入烧结收敛剂，减少Ａ位Ｐｂ２＋含量以及改进叠层烧结工艺等方法，实现了瓷片的无垫粉叠层一次烧成。瓷片的电性能优良，剥离率可达７０％以上，表面平整光滑。简化了生产工艺，提高了瓷片成品率，降低了生产成本。     

圆形压电单晶执行器的静态模拟与实验验证

为了对圆形压电单晶执行器(CPUA)和基于圆形压电单晶执行器的系统(如微阀、微泵等)进行优化设计,基于经典薄板理论并将粘结层作为单独一层考虑,建立了固支边部分覆盖圆形压电单晶执行器在作用电压控制下的挠度特性模型并进行了实验验证.实验结果表明,用建立的模型预测圆形压电单晶执行器的静态挠度与实际测得值吻合,相对误差在4.83%以内,中心挠度相对误差在0.72%以内.     

PMNT和PZNT单晶的压电模量表示中的问题探讨

对于具有３ｍ点群结构的ＰＭＮＴ和ＰＺＮＴ单晶，按照三方晶系标准定向的要求，ｚ轴应取（１１１）方向，但一些文献中的ｄ３３来表示在（１００）晶面上受到正应力作用时的压电模量，这种表示中ｚ轴的取向不符合三方晶系的标准定向，影响ＰＭＮＴ和ＰＺＮＴ单晶压电性能的研究，文章详细讨论了具有３ｍ点群结构的晶体，在其（１００）晶面上受正应力作用时的压电模量和机电耦合因数的表示关系，通过对压电系数和机电耦合因数的分析     

压电发电能量转移技术与实验研究

压电材料在受到周期的压力时,其表面产生周期的电压。压电材料与金属片作成压电振子,压电振子产生周期性振动,在其极面上不断激发电荷,把该电能贮存变换后作成压电发电机。研究了压电能量转移的原理,设计了压电能量转移电路,利用填谷电路代替普通电容进行了能量贮存与转换;进行稳压电路设计,设计了实验电路,运用振动台进行了实验,通过对系统所带负载进行了实验比较测试。实验效果表明,利用填谷电路代替普通的电容可提高压电发电机的带负载能力,该能量转移电路无需额外电源。     

多层压电陶瓷变压器及其应用技术

压电陶瓷变压器是一种新型的压电换能器件，它在结构与特性上和传统的线绕铁芯电磁变压器有很大的区别，本文对压电陶瓷变压器（多层）的发展历史、主要制造工艺、工作原理及应用技术作简要的讨论。     

单晶PMNT/环氧树脂压电复合材料的研制

采用1-3型复合结构,沿表面两个相互垂直的方向切割PMNT单晶陶瓷,在切槽间浇注环氧树脂,制备出新型的1-3型PMNT/环氧树脂压电复合材料.实验测试了复合材料的压电、介电、阻抗和超声回波特性,结果表明其厚度机电耦合系数达到0.75,声速2 985 m/s,声阻抗14.9 MPa·(s·m-3),脉冲回波中心频率0.95 MHz,-6 dB带宽88%,相对介电常数1 423,介电损耗0.014.     

压电单晶换能器及其温度实验研究

压电单晶作为新型的功能材料,具有声速低、应变大以及能量密度高等特点,在超声探伤、超声焊接以及水声探测等领域具有良好的应用前景。基于有限元数值计算的方法,设计了一种基于弛豫铁电单晶的复合棒换能器,进行模态和谐响应分析,并制作了换能器样机,样机测试结果与仿真计算相吻合。此外,在此基础上对样机进行温度实验,得到了该换能器谐振频率、反谐振频率、阻抗值以及机电耦合系数等随温度变化的规律,对换能器的实际应用具有指导意义。     

单晶压电振子结构二维优化设计

为优化单晶压电振子结构,提高其在特定工作环境要求下的能量转化效率,建立了输出电荷量的振子形状函数的理论模型。综合考虑发电效能、工作面积、结构体积及紧凑度在实际应用中的重要度,通过对各个因子的无量纲化处理,建立了单晶压电振子的评价函数。以某特定风动能环境下的风力压电发电机为例,对压电振子进行了二维优化设计,理论计算结果表明,相比于等截面矩形悬臂梁式压电振子,优化结构的发电量提高了51.8%,工作面积及结构体积分别减小了11.75%,30.41%。与一维优化的梯形压电振子相比,综合性能也有一定提高。但利用有限元软件对优化压电振子进行振型分析发现,其固有频率相比于矩形振子有所提高,使得在较低振动频率环境中的应用受到一定限制。     

常用元器件的识别与使用（十七） 可逆向换能的压电陶瓷片

压电陶瓷片是电子爱好者使用最为普遍的一种能够逆向换能的电声元件,它既可用作发声器（“电-声”转换）,又能用作声音检拾器（“声-电”转换）,还可作为力敏传感器等,其特点是结构简单、超薄型（一般厚度小于1mm）、功耗低、灵敏度高、可逆向转换信号、耐高压（即使两端施加100V电压也安然无恙）、不易损坏、价格便宜、使用方便。     

压电单晶悬臂梁的输出电压测试分析

通过有限元分析软件ANSYS对压电单晶悬臂梁进行仿真分析,再经实验,研究了基板材质、粘结胶、激振力加速度和激振频率对输出电压的影响.结果表明,弹性模量较大的基板能提高输出电压,采用不导电胶比导电胶的输出电压大;压电悬臂梁对激振频率有很好的选择性,当频率为33 Hz时,输出电压为25.3 V;这有助于优化器件结构,设计出...     

用于矢量水听器的压电单晶面剪切模式加速度计设计

面剪切振动模式产生于[011]极化方向zxt-45°切型的压电单晶,因具有高压电系数、高机械品质因数、高柔顺系数和低串扰效应等优点,故面剪切模式成为小尺寸、高灵敏度压电传感器的理想选择,在矢量水听器中有着良好的应用前景。该文通过分析面剪切模式振动原理,推导了面剪切模式压电加速度计的电压灵敏度表达式。利用有限元分析软件构建面剪切加速度计模型,研究结构参数对面剪切压电加速度计电压灵敏度和谐振频率的影响规律,优化结构尺寸,最终仿真得到面剪切加速度计开路电压灵敏度为389.72 mV/g,工作频带为20 Hz~3 kHz,横向灵敏度小于3.45%。研究结果表明,与传统的剪切式加速度计相比,所设计的面剪切式加速度计在质量块质量降低50%的同时,电压灵敏度提高了11.6%,这为降低水听器的平均密度、提升水声探测性能提供了新思路。