智能机械臂的压电半主动振动控制

以在半主动控制领域具有良好应用前景的压电元件为基础,在受控机械臂上粘贴压电陶瓷(PZT)片,运用基于压电分流阻尼的振动被动控制和基于同步开关阻尼(SSD)技术的半主动控制理论,消耗机械臂振动的机械能,减小结构振动的位移幅度,从而达到振动控制的目的.     

稀土元素Pr替位改性的高温CaBi_2Nb_2O_9压电陶瓷

采用普通陶瓷工艺制备了由稀土元素Pr替位改性的高温Ca1-xPrxBi2Nb2O9(x=0～0.100)无铅压电陶瓷,研究了Pr含量对CaBi2Nb2O9(CBNO)压电陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:Pr对Ca的替换明显提高了CBNO压电陶瓷的压电性能。其中,Pr含量x为0.050的Ca0.95Pr0.05Bi2Nb2O9压电陶瓷表现出最好的压电性能,其压电常数d33高达14pC/N,且在800℃以下表现出良好的温度稳定性。     

基于多次压电效应的微执行器

基于多次压电效应理论提出一种有别于传统压电执行器驱动方式的微执行器,且可实现弹性位移与多次逆压电位移的两级定位功能.详细地分析了基于多次压电效应的微执行器的原理,并采用PZT-5压电陶瓷叠堆进行实验,通过改变压电叠堆的边界条件得到了基于多次压电效应的微执行器的位移量,实验结果表明该微执行器产生的弹性位移、多次逆压电位移及总位移均与所施加外力具有较好的线性关系.实验结果不仅验证了理论分析的正确性,而且证明了基于多次压电效应的微执行器的可行性,同时,通过实验间接地量化出PZT-5的二次逆压电系数约为9.46×10-12m2/N.多次压电效应研究为压电执行器的设计提供了一条新途径.     

基于阻抗技术的压电元件自损伤检测-

为了保证结构健康监测系统的有效运行,基于压电阻抗技术原理,提出了一种压电传感、驱动元件自损伤检测方法.通过研究压电元件等效电容值(压电元件导纳虚部数值)的变化,判别压电元件是否破损及其与主体结构之间是否剥离,并在悬臂梁结构上进行压电元件自损伤检测试验.结果表明,相比压电元件完好的情况,各频率下压电元件电纳值随脱粘部分面积的增加而上升,随破裂部分面积的增加而下降,并且损伤程度和等效电容变化量成比例关系,与理论分析结果吻合较好.     

基于压电作动器的直线电机及其高效驱动

由于传统的压电作动器驱动易造成严重发热、波形欠佳以及处理速度要求较高等问题,本文提出了一种新型的基于压电作动器的非共振型直线电机及其驱动方式.为满足作动器大容性负载特性及其驱动器对高频率的需求,通过电路匹配分析,提出了直流升压变换器和谐振变换的驱动方案,设计了偏压电路使输出驱动波形满足作动器驱动电压的要求.采用傅里叶变...     

压电换能器底座ANSYS有限元分析

压电换能器是超声无损检测中的一个重要的组成环节,然而,有许多因素影响压电换能器的性能。文章运用有限元ANSYS软件,模拟出压电换能器的模型,分析其底座对压电换能器性能的影响。结果发现,金属基座不仅具有保护压电材料的作用,解决电极引出问题,而且还能增大压电换能器的输出电压,有效地提高其压电性能。     

过量Na~+对(K_(0.5)Na_(0.5))NbO_3-LiNbO_3无铅压电陶瓷相组成及结构的影响

通过固相反应法预合成0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3(KNLN6)无铅压电陶瓷粉体。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对KNLN6试样进行性能表征。结果表明:按化学计量配比合成的KNLN6粉体中含有K3Li2Nb5O15(KLN)第二相;Na2CO3摩尔分数过量5%时,可有效地消除第二相KLN,从而获得单一钙钛矿结构的KNLN6粉体,同时,粉体的预烧温度降低了50℃;在1070℃下烧结2 h制备的Na2CO3过量5%的无铅压电陶瓷中,KNLN6晶体具有A位无序的单一正交钙钛矿结构,晶粒呈立方体状,平均尺寸约为10μm。     

水热法合成(K,Na)NbO_3陶瓷粉体及其压电性能研究

利用水热法在碱性溶液中合成了具有钙钛矿结构的(K,Na)NbO_3无铅压电陶瓷粉体,研究了初始溶液中K+的含量对产物晶相、形貌以及化学组成的影响。采用X射线衍射仪以及扫描电镜对产物的结构和形貌进行了表征,利用X荧光分析仪对粉体的化学组成进行了精确分析。实验结果表明:随着初始溶液中K~+含量的变化,有两相钙钛矿(K,Na)NbO_3粉体生成,在溶液中K~+的反应活性低于Na~+。然后,将水热合成的K_(0.58)Na_(0.42)NbO_3粉体采用传统固相烧结制备陶瓷材料,其结构较致密,压电常数d_(33)达到94 pC/N。     

Ti不足对Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_（4-x）O_（15）陶瓷性能的影响

用传统固相烧结工艺制备致密Na0.5Bi4.5Ti4-xO15（x=0,0.02,0.04,0.06,0.08）系列铋层结构压电陶瓷,研究该系列陶瓷的微观结构、介电性质和压电性质。结果表明：少量Ti不足可以促进Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷晶粒长大并使陶瓷的压电性能获得较大提高;随着x增大,陶瓷的压电常数和机电耦...     

3-3型与1-3型多孔锆钛酸铅陶瓷的结构和性能

以叔丁醇为溶剂和成孔模板,采用冷冻–干燥工艺制备1-3型多孔锆钛酸铅（lead zirconate titanate,PZT）陶瓷,采用凝胶注模工艺制备3–3型多孔PZT陶瓷,利用扫描电子显微镜和压汞仪对多孔陶瓷的形貌和孔径分布进行表征,利用阻抗分析仪测试多孔陶瓷的介电常数,利用Piezo–metersystem测量仪...