铌酸钾钠无铅压电陶瓷性能的研究

为制备具有良好压电特性的环境友好型无铅压电陶瓷,采用固相合成法合成了铌酸钾钠(KNN)无铅压电陶瓷粉体,以常压烧结法烧结了陶瓷,研究了不同粉体的烧结特性,并研究了陶瓷粉体的成分、烧结温度、极化电压对陶瓷压电性能的影响.利用XRD测定了陶瓷粉体的晶相组成,并用SEM观察了所烧结陶瓷的微观结构.XRD结果表明用固相法合成了KNN无铅压电粉体,实验表明钾的含量降低了陶瓷粉体的烧结性,钾钠含量约为1:1时具有较大的压电性,极化电压为2 000 V/mm有较好的极化效果.     

用两步烧结法制备（K0.48-xNa0.52）（Nb0.93-xSb0.07）O3-xLiTaO3无铅压电陶瓷

用传统固相法制备（K0.48-xNa0.52）（Nb0.93-xSb0.07）O3-xLiTaO3体系无铅压电陶瓷,X射线衍射物相分析结果表明：该体系陶瓷正交一四方转变的准同型相界位于0．035〈x〈0．04,在室温具有较高的压电性能。用传统烧结方法很难得到致密的压电陶瓷,用两步烧结工艺可以得到致密化且晶粒尺寸均一的陶...     

智能结构中压电驱动器产生的局部应变场分析

为研究压电驱动元件产生局部应变的机理,设计了一两端固支梁模型,通过ANSYS有限元分析软件,比较了结构不同位置压电传感元件的感应电压,同时对局部应变值进行了数值分析,探讨了其产生因素,最后通过试验验证了局部应变的存在.     

含金属芯压电纤维智能夹层制备与性能研究

基于工程实用性的需要,制备了含金属芯压电陶瓷纤维(MPF)智能夹层并研究了其传感性能。首先设计了融合柔性电路板、MPF元件与智能夹层等先进技术于一体的分布式传感器——MPF智能夹层,并制作了实物样品。通过对理论模型的简化及求解,建立了MPF智能夹层的传感性能表征方法。最后,为了避免常规标定方法带来的结构损伤,提出了自激励标定法,并与常规标定结果对比,最大偏差仅为3.6%。结果表明,自激励标定法准确、可靠,该智能夹层具有优良的传感性能,其传感系数与载荷无关,与理论模型一致。     

表面活性剂对水热合成掺镧锆钛酸铅陶瓷粉体物相及形貌的影响

以醋酸铅[Pb(CH3COO)2·3H2O]、硝酸镧[La(NO3)3·6H2O]、硝酸锆[Zr(NO3)4·5H2O]和钛酸四丁酯为原料,以KOH为矿化剂,水热合成了掺镧锆钛酸铅(lanthanum-modified lead zirconate titanate,PLZT)陶瓷粉体。研究了表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethyl ammonium bromide,CTAB)对水热合成PLZT陶瓷粉体的作用。利用X射线衍射、扫描电子显微镜考察了所得到粉体的物相和形貌。结果发现:前驱体混合不均匀或反应时间较短时,粉体中均会生成针状La(OH)3颗粒。添加适量的CTAB能够抑制La(OH)3的生成,并且可以缩短合成单相PLZT陶瓷粉体所需要的反应时间。但过量的CTAB反而会促进针状La(OH)3颗粒的产生。     

基于粒子群的压电结构多目标同步优化控制

为了分析压电智能结构振动主动控制中结构与控制的耦合特性,克服现用优化算法的复杂性,以压电智能梁结构为研究对象,运用粒子群优化方法对传感器与作动器分布和反馈控制增益进行同步优化.选用储存能量和控制能量最小以及振动衰减最快的多重性能指标作为优化目标函数,找出了针对特定振动模态下的最佳贴片位置与控制增益,分析了压电片长度和数量对控制效果的影响.运算结果表明,与传统遗传算法相比,粒子群具有编程简单、计算量小、收敛速度快等优点.仿真结果显示,基于粒子群同步优化后的结构振动控制效果明显,验证了该方法的可行性.     

含金属芯压电纤维传感Lamb波方向性研究

含金属芯压电纤维(MPF)是一种新型压电功能器件.阐述了基于小波变换的Lamb波能量因子计算原理,把MPF作为Lamb波传感器,分别采用幅值和小波变换能量因子的方法对MPF传感Lamb波的方向性进行了研究.研究结果表明:MPF对Lamb波的传感表现出很强的方向性.相比采用幅值表征的结果,采用能量因子进行传感方向性表征更...     

热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜的制备及其介电储能

将聚酰亚胺(PI)与PVDF分别溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF),共混后滴入酒精与纯水的混合液中析出絮状物,将絮状物收集干燥后热压制备出热塑型聚酰亚胺/聚偏氟乙烯全有机复合薄膜。使用SEM、XRD、DSC和介电、铁电测试等手段对其表征,研究了这种材料的相容性、结晶行为和储能性能。结果表明：这种PI/PVDF全有机复合储能薄膜结合紧密,分布均匀。PI的加入促进了PVDF中γ相结构的生成,对PVDF薄膜击穿性能的影响较小,明显提高了全有机薄膜的储能性能。PI的添加量为5%的复合薄膜,在300 MV·m^-1电场下可释放储能密度6.52 J·cm^-3,约为相同条件下纯PVDF薄膜的1.4倍。     

二维声学黑洞对弯曲波的能量聚集效应

声学黑洞(Acoustic Black Holes,ABH)效应是利用结构厚度以一定幂函数形式减小,致使弯曲波的相速度逐渐减小而实现能量逐渐聚集,理想情况下弯曲波波速减小为0从而无法传递到结构边缘,也就不会发生反射。声学黑洞效应使得结构产生高能量密度区域,因此能高效应用于能量回收和振动噪声控制。为了研究二维声学黑洞结构具有弯曲波能量聚集效应,运用有限元分析软件ABAQUS建立了二维声学黑洞模型,从时域上研究弯曲波在声学黑洞区域的传播过程,结合有限元数值结果与振动功率流的结果分析弯曲波能量聚集过程。最后通过激光超声实验系统对二维声学黑洞中弯曲波传播过程进行成像与分析,实验结果验证了二维声学黑洞结构对弯曲波能量的聚集效应。     

PZT陶瓷粉体的水热合成

利用水热法合成了单相、立方体形貌且平均颗粒尺寸在1 μm的锆钛酸铅(PZT)陶瓷粉体. 研究了碱度、反应时间对最终产物的影响, 着重研究了不同碱度下Pb缺失的补偿问题. 结果表明: 碱度对最终PZT产物A位Pb离子的固溶程度有着重要的影响. 碱度越高, A位缺失的Pb离子就越多. 原料中适当的Pb过量能够有效补偿Pb离子的缺失, 碱度越高, 所需添加的Pb离子的过量程度也就越高. 但过多的Pb离子加入量会导致最终产物中出现第二相.