路面用PZT/沥青压电复合材料的制备及性能 被引量：15

1

作者 谭忆秋 钟勇 +2 位作者 吕建福 欧阳剑 周水文 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期975-980,共6页

以锆钛酸铅PZT-5H为压电相,沥青为基体,采用热压成型法制备0-3型PZT/沥青压电复合材料.分析了此复合材料的制备工艺、极化条件及PZT的体积分数对压电应变常数d33的影响,测试了其介电性能,并完成了动态荷载作用下压电响应的测试.结果表明... 以锆钛酸铅PZT-5H为压电相,沥青为基体,采用热压成型法制备0-3型PZT/沥青压电复合材料.分析了此复合材料的制备工艺、极化条件及PZT的体积分数对压电应变常数d33的影响,测试了其介电性能,并完成了动态荷载作用下压电响应的测试.结果表明:优化的制备工艺为成型压应力10MPa,成型时间3min;最佳的极化条件是极化电场强度为3kV/mm,极化时间为10min,极化温度为50℃;PZT的最佳体积分数为75%;沥青基压电复合材料的相对介电常数εr及压电应变常数d33分别为32.95和53.7pC/N,荷载响应稳态输出电压为7.2V,其储存的能量为259.2μJ. 展开更多

关键词 锆钛酸铅 沥青压电复合材料 制备工艺 极化条件 压电性能 沥青路面

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用于微传感器中PZT压电薄膜的制备和图形化 被引量：3

2

作者 娄利飞 杨银堂 李跃进 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第4期453-455,共3页

采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜,为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶。首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)=280 mL:120 mL... 采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜,为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶。首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)=280 mL:120 mL:4drops(4滴HF溶液)配比的腐蚀液在室温下对未结晶的PZT压电薄膜进行了湿法腐蚀微细加工;然后,对图形化好的压电薄膜进行再结晶的热处理,实验结果表明这种方法可用于压电薄膜微器件的制备。 展开更多

关键词 锆钛酸铅(pzt) 压电薄膜 微传感器 湿法化学刻蚀

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PZT厚膜的制备及电性能研究

3

作者 何超 陈文革 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第6期982-985,共4页

用溶胶-凝胶法制备出锆钛酸铅(PZT)粉体,与流延胶以一定配比混合后流延成型,坯膜于1 100℃高温烧结2h得到PZT厚膜。利用XRD和SEM研究其组织结构,同时测试其相关电性能。结果表明,以10mL流延胶中加入120g PZT粉的配比进行流延较合适;得... 用溶胶-凝胶法制备出锆钛酸铅(PZT)粉体,与流延胶以一定配比混合后流延成型,坯膜于1 100℃高温烧结2h得到PZT厚膜。利用XRD和SEM研究其组织结构,同时测试其相关电性能。结果表明,以10mL流延胶中加入120g PZT粉的配比进行流延较合适;得到厚度约为200μm的钙钛矿结构压电厚膜无裂纹、晶粒尺寸小且分布均匀,其压电常数d33为109pC/N。在1kHz测试频率下,其介电常数为179,介电损耗为0.4。 展开更多

关键词 锆钛酸铅(pzt) 压电效应 厚膜 电性能

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PZT基复合材料的3D打印制备及其柔性传感性能研究 被引量：5

4

作者 沈书逸 李江 +3 位作者 徐倩倩 周科朝 张斗 张妍 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期526-530,共5页

为提高柔性可穿戴传感器的电信号输出能力,设计并制备了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,锆钛酸铅(PZT)为压电相的0-3型压电复合材料。探究了不同固相含量对浆料流变性能的影响。结果表明,浆料的粘度与剪切模量随银修饰PZT质量分数(w(PZT)... 为提高柔性可穿戴传感器的电信号输出能力,设计并制备了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,锆钛酸铅(PZT)为压电相的0-3型压电复合材料。探究了不同固相含量对浆料流变性能的影响。结果表明,浆料的粘度与剪切模量随银修饰PZT质量分数(w(PZT))的增加而增加,w(PZT)=38%时浆料屈服点为398.1 Pa,具有最优的可打印性。在电信号测试中,经银修饰样品最大电压峰-峰可达20.54 V,约为未经银修饰样品最大电压峰-峰值的5倍。弯曲测试中,在长度之差ΔL=7 cm时,样品电压峰-峰值为55 mV,证明样品具备柔性传感性能。 展开更多

关键词 直写成型 锆钛酸铅(pzt) 0-3型压电复合材料 柔性 传感

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基于PZT压电陶瓷的SiC MOSFET缓冲吸收电路 被引量：2

5

作者 韩绪冬 孙鹏 +3 位作者 邹铭锐 王宇雷 牛富丽 曾正 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期7240-7253,共14页

在高速关断过程中,碳化硅(silicon carbide,SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管器件呈现出严重的电压过冲和振荡,降低器件电压裕量。通常,采用缓冲吸收电路改善SiC器件的关断电压轨迹。然而,现有研究忽略SiC器件与吸收电路的交互规律和... 在高速关断过程中,碳化硅(silicon carbide,SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管器件呈现出严重的电压过冲和振荡,降低器件电压裕量。通常,采用缓冲吸收电路改善SiC器件的关断电压轨迹。然而,现有研究忽略SiC器件与吸收电路的交互规律和工作温度对吸收电路性能的影响,限制缓冲吸收电路的应用。针对这些问题,该文提出一种基于锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)压电陶瓷的缓冲吸收电路,分析PZT的温度特性,通过建立半桥电路与PZT缓冲吸收电路的高精度交互模型,揭示PZT缓冲吸收电路与SiC器件的耦合规律,利用特征方程-根轨迹方法,定量刻画PZT缓冲吸收电路的参数设计域。对比评估工作温度对多种缓冲吸收电路性能的影响。实验结果表明,所提设计方法能很好地抑制关断电压过冲与振荡,验证设计方法的有效性。相较于传统RC缓冲吸收电路,PZT缓冲吸收电路在工作温度发生变动后,仍然具有很好的抑制效果,且抑制效果随工作温度的上升而不断增强。为SiC功率器件的暂态稳定性分析,以及功率模块和缓冲吸收电路的集成设计,提供有益的参考。 展开更多

关键词 碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管 锆钛酸铅压电陶瓷 缓冲吸收电路 定量设计模型 温度特性

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PZT尺寸与位置对传感器导纳的影响 被引量：2

6

作者 张耀文 赵晶 +1 位作者 何颖 霍林生 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第4期638-642,646,共6页

目前压电阻抗法应用中,锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)片尺寸及粘贴位置选择的研究尚不充分。该文通过设计对比实验,研究了PZT尺寸与粘贴位置对传感器导纳的影响机理。结果表明,包含被测结构信息的局部密集峰主要分布在谐振频段;PZT尺寸越大,谐... 目前压电阻抗法应用中,锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)片尺寸及粘贴位置选择的研究尚不充分。该文通过设计对比实验,研究了PZT尺寸与粘贴位置对传感器导纳的影响机理。结果表明,包含被测结构信息的局部密集峰主要分布在谐振频段;PZT尺寸越大,谐振频段的局部密集峰越强。压电阻抗法中,PZT尺寸应结合检测频段包含谐振频段的原则来选择,PZT的粘贴位置将影响导纳曲线上的局部密集峰分布。研究结果为压电阻抗法应用中PZT的尺寸与粘贴位置选择提供了参考依据。 展开更多

关键词 锆钛酸铅压电陶瓷(pzt) 导纳 尺寸 粘贴位置 压电阻抗法

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锆钛酸铅压电陶瓷低温烧结及其性能研究

7

作者 钟超 赵连仲 +2 位作者 李江 袁晰 张斗 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期902-909,共8页

为降低锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷的烧结温度,以Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)作为复合烧结助剂,采用固相反应法制备了PZT基压电陶瓷粉,系统地研究了烧结助剂Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)的掺杂量及烧结温度对PZT压电陶瓷相结构、微观形貌及电学性... 为降低锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷的烧结温度,以Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)作为复合烧结助剂,采用固相反应法制备了PZT基压电陶瓷粉,系统地研究了烧结助剂Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)的掺杂量及烧结温度对PZT压电陶瓷相结构、微观形貌及电学性能的影响。在Li_(2)CO_(3)-Bi_(2)O_(3)掺杂量(质量分数)为1.3%时,PZT压电陶瓷的烧结温度可由1250℃降低至900~950℃,具有较宽的烧结温度范围,同时陶瓷表现出优异的电学性能。烧结温度为900℃时,陶瓷的压电应变常数d_(33)达到最大值538 pC/N;烧结温度为950℃时,陶瓷的压电电压常数g_(33)达到最大值43.27 mVm/N。同时实现了陶瓷-电极低温共烧,共烧后的陶瓷片d_(33)可达530 pC/N。 展开更多

关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅(pzt) 低温共烧 烧结助剂 烧结温度

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一种新型压电作动器及在结构振动主动控制中的应用 被引量：9

8

作者 杨智春 王巍 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期735-738,共4页

针对传统压电片作动器直接粘贴到被控结构表面时受到的各种限制,文中提出并设计制作一种新颖的弓型压电作动器。该作动器由一个弓型梁座和粘贴于其上的压电片构成,使用时将弓型梁座粘贴于被控结构上,压电片驱动弓型梁弯曲变形,进而对被... 针对传统压电片作动器直接粘贴到被控结构表面时受到的各种限制,文中提出并设计制作一种新颖的弓型压电作动器。该作动器由一个弓型梁座和粘贴于其上的压电片构成,使用时将弓型梁座粘贴于被控结构上,压电片驱动弓型梁弯曲变形,进而对被控结构产生作动。随后将其应用在弹性梁振动主动控制中,以验证这种新型作动器的可行性和有效性。采用热弹性比拟方法建立带弓型压电作动器的悬臂梁振动主动控制系统的状态空间模型,采用LQR(linear-quadratic regulator)方法进行控制器设计。基于dSPACE硬件在线控制仿真系统,进行悬臂梁振动的主动控制实验,并对这种新型压电作动器与传统压电片作动器的振动控制效能进行实验对比。实验结果表明,这种弓型压电作动器具有良好的作动效能和安装方便灵活、可重复使用等优点。 展开更多

关键词 智能结构 悬臂梁 弓型压电作动器 压电片 振动主动控制

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基于压电陶瓷的风机叶片模型覆冰主动监测 被引量：12

9

作者 许斌 郭雪怡 陈洪兵 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期72-76,共5页

南方山区高湿低温严酷环境易导致冰灾,风机叶片覆冰会导致发电效率降低甚至停机,因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰、除冰具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。开展叶片模型进... 南方山区高湿低温严酷环境易导致冰灾,风机叶片覆冰会导致发电效率降低甚至停机,因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰、除冰具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。开展叶片模型进行模拟覆冰试验,在叶片表面布置伸缩型和剪切型两种压电陶瓷片,根据波动法原理对驱动器输入正弦扫频电压信号作为激励,记录不同传感器在不同结冰厚度下的响应信号,并对测量信号进行小波包能量分析。结果表明,同一压电陶瓷片接收信号的小波包能量与结冰厚度存在明显关系。 展开更多

关键词 风机叶片 覆冰监测 压电陶瓷 应力波 小波包能量

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压电多层膜悬臂梁受力的有限元仿真 被引量：4

10

作者 李苏洋 夏鸿建 +1 位作者 张晓伟 陈显锋 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第7期255-258,263,共5页

采用有限元软件ABAQUS6.14对压电多层膜悬臂梁进行了仿真模拟,在自由端受集中载荷下,预测薄膜结构对悬臂梁曲率半径和自由端及中心固定端等效应力的影响。结果表明自由端受到的载荷越大,则各层所对应的自由端和中心固定端的等效应力越大... 采用有限元软件ABAQUS6.14对压电多层膜悬臂梁进行了仿真模拟,在自由端受集中载荷下,预测薄膜结构对悬臂梁曲率半径和自由端及中心固定端等效应力的影响。结果表明自由端受到的载荷越大,则各层所对应的自由端和中心固定端的等效应力越大,而中性层曲率半径则越小。薄膜厚度越厚,自由端和固定端各层的等效应力越小,而各层的中性层曲率半径越大。同时将数值解与解析解进行比较,以验证有限元模型的正确性。仿真结果与解析解吻合良好,为后续MEMS微悬臂梁器件的结构优化和加工工艺提供可靠依据。 展开更多

关键词 压电多层悬臂梁 锆钛酸铅(pzt) 微机电系统(MEMS Micro-Eletronics Mechanical System) ABAQUS软件 中性层 曲率半径

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基于压电阻抗技术的木梁损伤识别研究 被引量：7

11

作者 韩芳 汪程凤 张全景 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第4期497-500,505,共5页

利用压电阻抗技术对粘贴有压电陶瓷(PZT)传感器的无损木梁和带孔洞损伤的木梁进行数值模拟和实验研究,并用损伤指数,即均方根偏差(RMSD)来定量评估木梁的阻抗值随损伤程度和损伤位置的变化关系。计算结果表明,利用压电阻抗法能够有效识... 利用压电阻抗技术对粘贴有压电陶瓷(PZT)传感器的无损木梁和带孔洞损伤的木梁进行数值模拟和实验研究,并用损伤指数,即均方根偏差(RMSD)来定量评估木梁的阻抗值随损伤程度和损伤位置的变化关系。计算结果表明,利用压电阻抗法能够有效识别木梁的局部损伤,当PZT贴片和损伤位置的间距一定时,RMSD随损伤程度的增大而增大;当损伤程度一定时,RMSD随PZT贴片和损伤位置间距的增大而减小,数值结果与现有实验结果规律一致。相关结论证明了利用压电阻抗技术检测木梁局部损伤的有效性,可为工程实际提供参考。 展开更多

关键词 压电阻抗法 损伤识别 数值模拟 均方根偏差 压电陶瓷(pzt)传感器

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预应力装配式叶片连接单元状态监测

12

作者 许斌 王宇婧 韩继龙 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期269-272,共4页

提出了一种基于压电陶瓷激励与传感技术的预应力装配式风电叶片连接单元的状态监测方法。通过逐级施加螺栓预拉力对连接单元进行安装,再对连接段施加轴心拉力直至试件破坏,将压电陶瓷片粘贴在连接单元两侧分别作为驱动端和接收端,对受... 提出了一种基于压电陶瓷激励与传感技术的预应力装配式风电叶片连接单元的状态监测方法。通过逐级施加螺栓预拉力对连接单元进行安装,再对连接段施加轴心拉力直至试件破坏,将压电陶瓷片粘贴在连接单元两侧分别作为驱动端和接收端,对受力全过程进行监测。比较不同激励信号下各阶段测量信号基于小波包分析的健康指标的变化,发现在连接界面脱开时信号出现明显衰减。该文的方法可实现装配式风力发电机叶片连接段状态的有效监测。 展开更多

关键词 装配式风力发电机叶片 预应力连接 压电传感器 无损检测 应力波

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碳纤维布加固钢筋混凝土梁剥离检测试验研究 被引量：7

13

作者 孙仲横 许斌 贺佳 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第1期94-97,共4页

利用碳纤维增强复合材料(CFRP)对混凝土梁进行外部加固技术的应用日益广泛。CFRP加固钢筋混凝土梁因纤维端部应力集中而易发生早期的片材端部剥离破坏,对界面剥离进行有效检测具有重要意义。该文提出了基于压电驱动与应力波测量的CFRP... 利用碳纤维增强复合材料(CFRP)对混凝土梁进行外部加固技术的应用日益广泛。CFRP加固钢筋混凝土梁因纤维端部应力集中而易发生早期的片材端部剥离破坏,对界面剥离进行有效检测具有重要意义。该文提出了基于压电驱动与应力波测量的CFRP与混凝土梁之间的界面剥离损伤监测方法,对CFRP补强钢筋混凝土梁进行四点弯试验,对试件从裂缝开始出现,直至最终破坏整个过程中各压电陶瓷片的测量响应进行分析,并定义损伤指标。结果表明,提出的界面剥离缺陷检测方法可对CFRP加固混凝土梁界面剥离发生、发展全过程进行有效监测,为预警提供了帮助。 展开更多

关键词 碳纤维增强材料 压电陶瓷 剥离损伤检测 损伤指数

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