同步箝位压电马达的运动特性仿真

为研究同步箝位控制压电马达的动力学特性,运用系统仿真软件Maplesim,分别建立箝位开关、压电陶瓷片和单自由度振子的数值模型,进行了压电马达进行了整体性能仿真。该动态模型的仿真结果表明,该压电马达具有良好的步进特性,在驱动电压和占空比分别为100 V和50%时,空载单次步距为8.182 μm;输出轴平均速度随驱动电压的增加而增加,随负载和占空比的增加而减小,呈一定的函数关系。该仿真对压电箝位马达在实验和使用时的控制参数调节提供了重要参考。     

压电陶瓷精密控制系统的自适应模糊控制器研究

针对压电陶瓷等非线性系统,建立压电陶瓷微精密位移系统模型,并将模糊控制器替换传统的比例、积分和微分(PID)控制器,实现对PID参数的在线自整定。对模糊控制器的控制变量及论域等级等进行了研究及制定,并对其进行MATLAB仿真。实验结果表明,模糊逻辑控制器比传统PID控制器的响应速度快,超调量小,且控制策略简单易行。     

环境温度对PZT阻抗特征的影响

机电阻抗(EMI)法是目前结构健康监测(SHM)技术中较热门的研究领域之一。实际应用中,EMI法测得的阻抗信号受温度干扰,因而对损伤产生误判。首先从理论上分析了温度导致阻抗发生变化的原因,然后以EMI法中典型的压电陶瓷(PZT-5H)型陶瓷传感器为研究对象,测试分析了温度对PZT电阻抗特征的影响规律。研究发现,阻抗峰值的频移与温度呈线性关系,且温度对峰值频移的影响与频率相关。进一步结合频率偏移及幅值的变化规律,建立了机电阻抗(EMI)法结构健康监测的温度效应修正模型。研究结果为消减环境温度对PZT阻抗特征的影响奠定了基础。     

本刊"病例讨论"栏目征稿

采用传统电子陶瓷工艺制备了(Pb1-xCax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6(x＝0、0.045、0.055、0.065)高温压电陶瓷,研究了Ca和Ti对陶瓷的显微组织、相结构、介电及压电性能的影响,得到了Ca取代量与(Pb1-xCax)1.05(Nb0.95Ti0.05)2O6陶瓷性能间的关系.X-射线衍射(XRD)分析表明,Ca和Ti的双位取代均形成正交铁电相,而相同方法制备纯的PbNb2O6,只能得到菱方非铁电相钨青铜结构,随着Ca的摩尔分数增加,晶胞体积减小.介电温谱测试表明该改性材料具有高居里温度(TC＞530 ℃). 当x(Ca)=0.055时,得到压电常数d33=86 pC/N、平面机电耦合系数kp=0.32、机械品质因数Qm=31.9、TC=536 ℃的陶瓷样品,材料可在高温(500 ℃)环境下使用.     

一种高压压电陶瓷驱动电源的设计

为了满足压电陶瓷在振动平台微位移测试系统中输出更大范围的微位移及保持更高精度的条件,设计了一种高压大电流、带有直流偏置可连续调频调幅的正弦波输出压电陶瓷驱动电源。该文介绍了该驱动电源的设计方案、关键电路设计、控制系统软件设计及实验测试。该驱动电源以全桥逆变电路、隔离直流-直流抬压电路为核心,采用电压、电流双闭环比例-积分控制正弦脉宽调制(SPWM)波的基波来调节输出电压。通过搭建实验平台,验证了当压电陶瓷电容为5μF时,该驱动电源能实现在5 Hz～1 kHz频响内电压100倍增益放大,输出0～1 000 V的动态正弦电压,最大输出功率达到7 kW。结果表明,设计的压电陶瓷驱动电源具有输出电压高,输出功率大,频率响应快,且减小了电源整机体积和质量。     

SiO2-Al2O3-MgO系煤矿废弃物泡沫隔热陶瓷的制备研究

以煤矿废弃物煤矸石和煤炭伴生页岩为主要原材料,抛光渣为造孔剂、滑石为助熔剂,制备泡沫隔热陶瓷.借鉴三元相图分析方法,研究原材料化学组成配比对泡沫隔热陶瓷物理性能的影响,并优化其组成配比.研究表明,当控制SiO2-Al2O3-MgO系统的SiO2为71.7;～72.8;、Al2 O3为16;～16.5;和MgO为11.2;～12.4;范围内时,泡沫隔热陶瓷的孔隙率大于70;,吸水率小于0.25;,抗压强度大于12 MPa.     

球磨对超重力下自蔓延离心熔铸Ti-B-W-C系复相陶瓷微观形貌及力学性能的影响

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al粉以团絮状均匀附着在片状Ti和WO3晶粒周围.对粉料进行烧制,成功得到宏观致密、微观夹杂和气孔等缺陷明显减少、硬度等力学性能明显提升的复相陶瓷.     

ZrO2掺杂AZO防静电陶瓷的制备

以AZO陶瓷为基体,采用传统的固相烧结技术制备了ZrO2掺杂AZO防静电陶瓷,研究了不同烧结温度、ZrO2掺杂量对AZO陶瓷的表面电阻率、相对密度、维氏硬度的影响.通过XRD测定陶瓷的物相结构,SEM观察陶瓷的断面形貌,表面电阻测试仪测量陶瓷的表面电阻,维氏显微硬度仪测量陶瓷的维氏硬度,阿基米德排水法测量陶瓷密度等方法对ZrO2掺杂AZO陶瓷进行了分析表征.结果表明:当烧结温度为1450℃,ZrO2的掺杂量为1wt;时,其综合性能最佳.此时陶瓷表面电阻率为105Ω· cm,相对密度达97.61;,维氏硬度为357.5 HV0.3,已达到防静电陶瓷性能要求.     

耐等离子刻蚀陶瓷的研究现状

等离子刻蚀技术是超大规模集成电路制备工艺中不可或缺加工技术.在半导体晶圆尺寸不断增大以及特征尺寸不断缩少的发展进程中,晶圆的污染问题越来越突出.而刻蚀机腔室材料作为晶圆的主要污染源之一,其耐等离子刻蚀性日益受到人们的关注.本文主要介绍耐等离子体刻蚀腔体材料的特性及目前国内外的研究与发展现状.     

陶瓷基功能材料载体纤维增强效果及机理

以陶瓷基功能材料载体为研究对象,按照其生产工艺配方,研究了纤维种类(莫来石、氧化铝、氧化锆)及其添加量对陶瓷基功能材料载体性能的影响.在相同实验条件且不影响其功能化参数前提下,将其与未添加纤维的空白试样力学性能进行对比.结果表明,试样经1200℃烧成后,相比莫来石与氧化铝纤维增强的陶瓷基功能材料载体,氧化锆纤维的增强效果最好.当氧化锆纤维的添加量为0.8 wt;时,试样的吸水率和气孔率均较低,分别为2.0;、4.0;,相比空白对比试样抗折强度增强了42.4;.