铁电陶瓷PZT的实验本构研究

用低频高压电源和液压加力架实验研究了力电载荷下铁电陶瓷软性ＰＺＴ（Ｐ－５１）的单轴应力应变关系,在不同压应力下的电滞回线和蝶曲线,实验发现随着压应力的增加。ＰＺＴ的铁电特性发生很大的变化,尝试用电畴来解释ＰＺＴ在不同压力电性的变化规律和退极化效应,在本实验中,我们很好的解决了测试材料高压性能中常出现的绝缘问题和电弧放电问题,获得了比较系统的实验结果。     

可用于冲击波灵敏探测的小型PZT弹簧探针

介绍了小型PZT弹簧探针的制作工艺、检测方法以及利用小型PZT弹簧探针进行冲击波测量的实验结果。结果表明，所制作的小型PZT弹簧探针可满足低压下冲击波的灵敏探测。     

PZT压电陶瓷高温变形与失效的实验研究

随着工业设备集成化进程的加快,PZT压电陶瓷获得越来越广泛的应用,其工作环境也越来越复杂.例如,新一代节能环保型发动机中起致动作用的压电陶瓷叠层驱动器,工作时要承受力-热-电载荷的共同作用.因此,研究PZT压电陶瓷在高温下的变形与失效行为,对工业设计具有重要的指导意义.为此,本文利用自行搭建的压电陶瓷高温下电滞回线、蝶形回线和应力退极化曲线的测试装置,研究了PZT压电陶瓷在不同温度下的电致变形和应力退极化行为,得到了材料在不同温度下的电滞回线、蝶形回线、应力电位移曲线和应力应变曲线.实验结果表明,随着温度的升高,由电滞回线测得的剩余极化逐渐减小,蝶形回线逐渐变扁;由应力退极化产生的剩余极化和剩余应变也逐渐减小.极化量的改变是由材料的热释电效应(自发极化随温度的升高而减小)造成的,而应变量的变化是由晶胞畸变随着温度升高而减小所致.     

埋入混凝土中压电陶瓷应力及温度特性研究

结构健康监测中对混凝土内应力的测量一直没有得到很好的解决。针对前期工作中提出的利用埋入式压电陶瓷进行混凝土内应力检测的方法,进一步研究了在埋入状态下,两种不同种类PZT压电陶瓷的应力及温度特性。分析了在温度实验中存在的应力-温度交叉传感现象的成因,并提出了温度补偿的方案,为今后完善应力测量方法奠定了基础。     

纳米压痕法研究PZT压电薄膜的力学性能

PZT压电薄膜的力学性能如弹性模量、硬度等对于MEMS器件的结构设计、结构响应特性、服役性能等尤为重要。薄膜材料由于尺寸效应、表面效应等的作用，力学性能与宏观块体材料有显著差异。本文用纳米压痕法获得了PZT压电薄膜的弹性模量和硬度，考察了基底的影响，分析了退火时间对于其力学性能的影响，以及硬度和压入深度之间的压痕尺度效应。     

“压电陶瓷断裂中的非线性_一文的评介”

ChandlerCFulton和HuajianGao教授所写“压电陶瓷断裂中的非线性”（Electricanonlineaxityinfractureofpiezoelectricceramics,ApplMechRev,1997,50（11）：56～63）是一篇很好的文章．它巧妙地将电场与力学场非线性分开处理,提出多尺度模型,得出了改进的预测结果,很有启发性．压电陶瓷（包括铁电材料）作为机敏结构（smartstructures）的传感器与驱动器正在得到日益广泛的应用．然而,由于对此类材料的断裂行为缺乏深入了解,其断裂力学理论很不成熟,因而此种结构的可靠性尚不能得到保证．近年来已建立了压电材料的线性断裂力学…     

侧向稀疏对PZT—95／5陶瓷冲击去极化影响的研究

采用平面冲击波加载，对样品在不同封装介绍（不同侧向稀疏程度的情况下）和几何尺寸条件下进行冲击去极化实验，结果表明侧向稀疏导致电荷释放以近乎线性关系减小；根据实验条件拟合出物理计算模型，利用流体弹塑性模型，采用有限元计算方法对样品中的冲击压力进行三维计算，计算结果能很好地解释实验现象。     

PZT—95／5陶瓷流体静压相变实验研究

采用常规的氧化物陶瓷生产工艺与多孔技术相结合的方法，制作出不同宏观密度的PZT－95／5陶瓷样品，进行流体静压相变实验。研究表明，陶瓷材料的铁电－反铁电相变与陶瓷中气孔的存在有密切的关系，运用气孔塌陷假设可以对此现象进行定性解释，研究结果和Sandia实验室给出的结果相符合。     

石英传感器检测方法在冲击波实验中的应用

简单介绍了3种石英传感器的检测方法和4种信号过载对仪器造成损害的保护措施。     

应力条件下压电陶瓷损失机理分析

压电陶瓷材料中主要包括三种不同损失,即介电损失、机械损失和压电损失。为了研究这三种损失的机理并由实验方法分别测量这三种损失的大小,本文利用复参数理论对压电陶瓷材料(PZT-4)建立了使用复参数表示的损失理论模型;讨论了三种损失的物理意义并推导了通过测量等效参数分别计算三种损失的具体方法;测量了在应力条件下压电陶瓷等效电路中的谐振点阻抗、反谐振点阻抗、串连电阻和品质因素的变化情况并以此计算出三种损失随应力的变化。     

PVDF膜在冲击波传播时间测量中的应用

利用PVDF膜测量冲击波走时，给出了用PVDF膜和弹簧探针组成的组合式压电探针的制作方法，以及用组合式压电探针与PVDF膜测量LiH样品中冲击波走时。结果表明，在低冲击压力下，PVDF膜用于冲击波走时测量具有较好的重复性和时间响应特性。     

铁电陶瓷剩余极化强度与纵向压电应变常数之间的线性关系

从理论上证明了铁电压电陶瓷不同极化强度Ｐ＇ｒ与相应的纵向压电应变常数ｄ３３之间存在着线性关系，并与一种材料的实验数据进行了比较。     

用PVDF实时测量激光诱导的冲击波压力

本文用自己研制的ＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｅｎｙｌｉｄｅｎｆｌｕｏｒｉｄｅ）压电传感器测量了０．２ｍｍ厚铝和２．０８ｍｍ厚Ｔ３００／环氧复合材料中激光诱导的冲击波压力，首次获得了这些材料中激光冲击波压力的时间演化波形。实验在中国科大强激光实验室的ＹＡＧ脉冲激光器上进行，激光波长１．０６μｍ，脉宽３３ｎｓ，靶面平均功率密度为１０９Ｗ／ｃｍ２量级。从所得数据估计了表面入射压力，其值与已有结果符合良好。实验结果证实，ＰＶＤＦ压电传感器频响高，量程宽，多次使用重复性好，可有效应用于激光冲击波压力的实时测量     

压电陶瓷片在振动试验中的应用

通过压电陶瓷片在平板上进行激振和拾振试验,实测压电陶瓷片的某些性能及其对试件固有频率和振型的影响,获取压电陶瓷片的有关数据,以便对实际机械构件作分离纯模态时选配合理的激励方案。     

声振耦合分析在冲击波测量中的应用

为了高精度地测量空气冲击波形,采用声振耦合分析对该测量系统的频响特性进行了理论计算,并在激波管中进行了动态响应实验。通过上述研究,得出了探头在3个不同量程时的适宜阻尼孔径。结果表明,探头的阻尼孔直径和波形上升时间的计算值与实验值都是基本符合的,并且该测量系统在强爆炸中测得的冲击波压力波形也具有良好的频响特性。     

PVDF压电薄膜在应力波测量中的应用

综合介绍了PVDF压力传感器的测试原理、动态标定实验，并采用定制的PVDF压力传感器测量了不同类型分层介质在冲击载荷作用下的压力衰减，说明了PVDF压力传感器在压力测量中有着很好的前景．     

PVDF探针在低压测量中的应用

应用两种以PVDF膜为敏感元件的探针分别测量了某平面冲击装置的冲击波出减压层波形和减压层与铁电陶瓷之间的界面压力。得到冲击波到达时间总平均值为48．696μs，标准偏差为0．147μs，极差为0．409μs；得到减压层与铁电陶瓷之间的界面平均峰值压力为3.449GPa。为此冲击装置的结构性能改进提供了参考数据。     

压电陶瓷非线性断裂的再生核点法分析

采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的压电材料的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值方法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park的实验观察现象一致。本文还介绍了再生方程、再生核点法形函数及本质边界条件处理的边界转换法,计算程序采用面向对象方法实现。     

PZT—95／5陶瓷微粉的一种简单制备方法

用常规的陶瓷生产工艺合成陶瓷微偻缺点是粒径仿大，分布不均匀，而且难以避免杂质的混入，对烧结制品的稳定性易产生不良影响，用一种简单的溶胶-凝胶（Sol-Gel)工艺制作出的PZT-95/5陶瓷微粉通过扫描电镜分析，粒径小于200mm且分布均匀，通过对溶胶-凝胶过程的分析，认为只要在原材料中有一种金属醇盐，就可以形成多组分共存的溶胶-凝胶。