3-2型压电复合材料参数对厚度振动模的影响

3-2型压电复合材料在水声换能器应用中主要工作于厚度振动模态。应用切割填充法制备了四种3-2型压电复合材料，并通过改变复合材料中压电陶瓷的体积分数，实验测得了四种3-2型压电复合材料厚度谐振频率随体积分数增加而升高的速率，并分析了不同压电陶瓷与环氧树脂对样品厚度谐振频率变化率的影响。同时分析了复合材料反对称体振动模与厚度振动模的耦合，并提出了避免这种耦合的方法。     

3-2型压电复合材料参数对厚度振动模的影响

3-2型压电复合材料在水声换能器应用中主要工作于厚度振动模态。应用切割填充法制备了四种3-2型压电复合材料,并通过改变复合材料中压电陶瓷的体积分数,实验测得了四种3-2型压电复合材料厚度谐振频率随体积分数增加而升高的速率,并分析了不同压电陶瓷与环氧树脂对样品厚度谐振频率变化率的影响。同时分析了复合材料反对称体振动模与厚度振动模的耦合,并提出了避免这种耦合的方法。     

3-2型压电复合材料参数对厚度振动模的影响

3-2型压电复合材料在水声换能器应用中主要工作于厚度振动模态.应用切割填充法制备了四种3-2型压电复合材料,并通过改变复合材料中压电陶瓷的体积分数,实验测得了四种3-2型压电复合材料厚度谐振频率随体积分数增加而升高的速率,并分析了不同压电陶瓷与环氧树脂对样品厚度谐振频率变化率的影响.同时分析了复合材料反对称体振动模与厚度振动模的耦合,并提出了避免这种耦合的方法.     

低声阻抗0—3型PZT/PT/PVDF压电复合材料的研制

压电陶瓷材料的高声阻抗制约着其在水听器和超声成像方面的应用。为了对压电陶瓷材料的声阻抗和声速进行调节,本研究以聚偏氟乙烯(PVDF)及钛酸铅(PT)和锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷粉体为原料,经过流延、热压等工艺制得了4种含有不同量PT及PZT的0—3型PZT/PT/PVDF压电复合材料。研究了所制压电复合材料的声学、压电和介电性能。结果表明:所制压电复合材料的声阻抗均小于140 MPa.s/m,最优压电应变常数d33达43 pC/N,相对介电常数为185～210,介质损耗约为2×10–2。     

一种改进型1-3-2压电复合材料的研究

高质量的压电换能器需要具备较高的机电耦合系数和灵敏度。该文在传统型1-3-2压电复合材料的基础上提出了一种改进型1-3-2压电材料,提高了压电换能器的机电耦合系数和换能器的接收灵敏度。通过有限元仿真分析了不同间距对改进型1-3-2压电材料敏感元件的谐振频率、反谐振频率及机电耦合系数的影响,并与传统1-3-2型压电复合材料进行了对比。结果表明,与传统型1-3-2压电复合材料相比,在相同间距条件下,改进型压电材料的机电耦合系数约大0.03。制做的3种不同间距改进型压电材料表明,间距为1 mm的改进型压电材料的机电耦合系数较大,约为0.68。     

组分材料特性对压电复合材料性能的影响

影响压电复合材料性能的因素有很多,主要应用有限元法分析了基体相以及压电相材料的材料特性对压电复合材料性能的影响。选用13型压电复合材料作为研究对象,压电相为PZT5H,环氧树脂作为基体相。研究结果表明:压电相及基体相的材料特性对压电复合材料的性能有着较大的影响。     

粉体制备对0-3型复合材料压电性能的影响

以氧氯化锆、二氧化钛、醋酸铅为原料,用固相合成法制备出锆钛酸铅粉体。部分粉体经压片后烧结成陶瓷片,再经机械粉碎成粉;将两种粉体分别以一定比例与聚偏二氟乙烯(PVDF)进行复合,所得材料经极化后可得复合压电材料。材料的压电性能测试表明:使用直接合成的陶瓷粉体制备的复合材料的性能远优于用陶瓷片粉碎后所得的复合材料。     

初应力对FBAR厚度剪切模态谐振特性的影响

研究了含初应力压电薄膜体声波谐振器（FBAR）厚度剪切振动的谐振特性。利用含初应力压电材料的压电弹性基本方程,推导出理想FBAR在正弦激励电压作用下的振动方程。然后根据边界条件,求出问题的解, 得到了串联和并联谐振频率,并讨论了初应力对谐振频率、带宽和有效机电耦合系数的影响。给出了具体的数值算例,所得结果对于提高和改善FBAR的性能有参考意义。     

2-2型PZT/环氧树脂复合压电材料的研究

采用浇注法制备出了并联式2-2型PZT-环氧树脂复合压电材料,对其相关性能进行研究,结果表明,浇铸发生固化反应的最佳配比工艺为环氧树脂与聚酰胺650体积比为4∶1,室温下固化3~5天。复合材料的介电损耗随着测试频率的增大而下降并趋于稳定;随着锆钛酸铅(PZT)含量的增加,压电常数(d33)、介电常数(ε)、介电损耗(tanδ)数值均逐渐增大。在1kHz的测试频率下,复合材料的d33=146.5pC/N,ε=2 100,tanδ=0.090。弯曲强度(σf)=162.2 MPa。当复合材料的PZT的体积分数为63.5%时,σf=162.2 MPa,挠度为6%~10%。     

结构单元对双负材料电磁特性的影响

采用S参数提取法、结合HFSS仿真对双负材料电磁特性进行了分析研究,导出了S参数提取技术的相应计算公式。通过调节金属丝和金属谐振环单元的内外环间距、开口间距及覆铜厚度,分析结构单元的变化对双负材料谐振频率、介电常数及磁导率的影响。结果表明:双负材料的谐振频率随内外环间距的增大而迅速降低,随开口间距以及覆铜厚度的增大而缓慢增加。通过改变双负材料的结构单元可以实现对负介电常数和负磁导率频段的调控。     

PVDF/PMN-PZT复合驻极体薄膜及其特性

采用流延法制备了ＰＶＤＦ／ＰＭＮ－ＰＺＴ两相３－０型柔性复合驻极体薄膜，研究了其形成与结构，探讨了电晕注极技术，以及复合驻极体的介电、压电与电荷存贮效应与机理。该柔性复合驻极体薄膜厚５０～１５０μｍ，压电应变常数ｄ３３为３５～４５ｐＣ／Ｎ，相对介电系数εｒ为６０～８０，寿命≥５５年。     

压电智能复合材料层板冲击压电响应仿真分析

基于1阶剪切变形理论,采用有限单元方法,建立了压电智能复合材料层板有限元模型,采用低速冲击对其压电传感器的瞬态响应进行了仿真分析.结果表明,各压电传感器响应信号特征与各传感器的布置位置、冲击荷载位置及层板的边界条件等因素有关.综合分析各传感器响应信号并进行特征提取,可建立传感器响应与冲击位置间的非线性关系,从而实现结构加载损伤位置的自诊断.     

PZT压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动

本文研究了压电陶瓷矩形振子的三维耦合振动,通过引入振子的等效弹性系数,用解析法导出了振子的共振频率方程,由频率方程计算了振子耦合振动的共振频率.理论分析表明,压电陶瓷细长棒的纵向振动,薄板的径向及厚度振动等都可由本文理论导出,与数值法相比,本文理论计算简单,物理意义明显.实验表明,振子共振频率的计算值与测量值基本符合.     

模压工艺制备PZT／PVDF压电复合材料及性能研究

采用氧化物烧结法制备了 Ｐ Ｚ Ｔ 粉末, Ｘ 射线衍射测试表明,它是 Ｖ（ Ｚｒ）∶ Ｖ（ Ｔｉ）＝５２∶４８的纯四方钙钛矿型结晶相;用模压工艺制备了 ６ 种含 Ｐ Ｚ Ｔ 不同体积分数的 Ｐ Ｚ Ｔ／ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 复合材料;对其介电性和压电性的测试表明,随着 Ｐ Ｚ Ｔ 体积分数的增加,电性能参数呈非线性增大,当 Ｐ Ｚ Ｔ 的体积分数超过 ７０％ 时,介电常数和压电常数值迅速增加, Ｐ Ｚ Ｔ 体积分数达到 ９０％ 时已接近纯 Ｐ Ｚ Ｔ 值。     

PZT压电陶瓷的总剂量辐照效应实验研究

采用传统固相反应法制备PZT压电陶瓷材料,并制作成平行平板无源电容器结构。在ELV-8电子直线加速器上对其进行总剂量辐照效应实验,对辐照前后PZT材料的介电和压电性能参数进行了测试和比较。实验结果表明,PZT材料平行平板电容器的压电性能抗总剂量水平可达2×108rad(Si),领先国际水平。     

夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计

对夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计进行了探讨，分析了一种压电陶瓷中间带有厚电极的夹心式换能器的频率特性及其机电转换性能，得出了金属厚电极的几何尺寸对换能器振动性能的影响，探讨了换能器中压电陶瓷片的位置和几何尺寸对换能器的共振频率、反共振频率和有效机电耦合系效的影响，并得出了一些有利于夹心式换能器优化设计的结论。