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压电陶瓷管驱动三自由度微操作手的研究与应用 被引量：11
1
作者 荣伟彬 曲东升 +2 位作者 孙立宁 张涛 蔡鹤皋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第3期186-190,共5页
基于机构、驱动、检测一体化的设计思想 ,研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手 ,研究了微操作手的建模、驱动与位置检测 ,给出了静力学建模公式 ,研制出双极性压电陶瓷驱动电源、微位移检测电路 ,并构成高精度位置闭环控制系统 ,实... 基于机构、驱动、检测一体化的设计思想 ,研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手 ,研究了微操作手的建模、驱动与位置检测 ,给出了静力学建模公式 ,研制出双极性压电陶瓷驱动电源、微位移检测电路 ,并构成高精度位置闭环控制系统 ,实现了纳米级微动定位。最后以微操作手为核心构成微操作机器人系统 ,通过微操作手的微动调整 ,成功完成了直径为 0 .2 m m轴孔零件的微装配任务。 展开更多
关键词 压电陶瓷管 微操作手 压电驱动与检测 微装配 微操作机器人
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压电陶瓷管的微位移测量与非线性校正 被引量：8
2
作者 董维杰 宋志杨 崔岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2212-2217,共6页
为了对原子力显微镜(AFM)中压电陶瓷管扫描位移进行非线性校正,提出了一种微位移测量与校正的简易方法。采用涡流位移传感器测量微位移,将其放大100倍以提高检测灵敏度;得到了压电陶瓷管的位移-电压曲线,其最高位移分辨率计算值为0.4 n... 为了对原子力显微镜(AFM)中压电陶瓷管扫描位移进行非线性校正,提出了一种微位移测量与校正的简易方法。采用涡流位移传感器测量微位移,将其放大100倍以提高检测灵敏度;得到了压电陶瓷管的位移-电压曲线,其最高位移分辨率计算值为0.4 nm。根据AFM中压电陶瓷管的工作特点,确定扫描范围下测量得到的位移-电压关系,通过对等间隔像素点施加对应的非等间隔控制电压序列的方法进行非线性校正,依据像素点精度要求通过插值算法获得控制电压序列。系统采用LabVIEW虚拟仪器技术,校正后压电陶瓷管最大位移滞回偏差从10.1%降为0.4%。实验表明:扫描频率和扫描像素分辨率调节方便,同时校正算法复杂度也有所降低。 展开更多
关键词 压电陶瓷管 涡流位移传感器 位移测量 非线性校正 虚拟仪器
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基于ANSYS的新型压电陶瓷管驱动器的性能分析与研究 被引量：5
3
作者 王社良 曹文华 樊禹江 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期154-157,共4页
基于ANSYS有限元分析软件,结合压电铁电物理知识,对压电陶瓷管驱动器的性能进行分析与研究。首先对某进口压电陶瓷管进行ANSYS建模仿真,然后将分析结果与其出厂性能进行复核,最后对该驱动器进行了静态分析、谐响应分析等研究,获得了较... 基于ANSYS有限元分析软件,结合压电铁电物理知识,对压电陶瓷管驱动器的性能进行分析与研究。首先对某进口压电陶瓷管进行ANSYS建模仿真,然后将分析结果与其出厂性能进行复核,最后对该驱动器进行了静态分析、谐响应分析等研究,获得了较为全面的驱动特性。 展开更多
关键词 压电陶瓷管驱动器 ANSYS仿真 驱动特性
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四分压电陶瓷管低频振荡现象的发现和探讨 被引量：3
4
作者 刘秀梅 王佳 +1 位作者 丁琳 李达成 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1998年第2期130-134,共5页
利用光纤测振干涉仪实现了对近场光学显微镜中四分压电陶瓷管的扫描参数的测量。在测量过程中发现，陶瓷管对驱动阶梯波每个台阶的响应出现了几个周期的准衰减振荡信号，其频率远低于公认的最低谐振频率。压电陶瓷管的这种低频振荡将带... 利用光纤测振干涉仪实现了对近场光学显微镜中四分压电陶瓷管的扫描参数的测量。在测量过程中发现，陶瓷管对驱动阶梯波每个台阶的响应出现了几个周期的准衰减振荡信号，其频率远低于公认的最低谐振频率。压电陶瓷管的这种低频振荡将带动探针一起振动，从而使所得图像的质量降低，并大大限制了图像扫描的速度。研究结果表明，该振动是压电陶瓷管自身所固有的，而在以前的扫描探针技术研究中并没有得到重视。因此减小振荡的影响将是获得高分辨率图像的关键问题之一。 展开更多
关键词 四分压电陶瓷管 陶瓷管 压电器件 SNOM
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基于新型压电陶瓷管状驱动器的变摩擦阻尼器动态力学性能 被引量：3
5
作者 樊禹江 王社良 曹文华 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期50-54,67,共6页
基于ANSYS有限元软件,结合压电材料的物理特性对新型压电陶瓷管状驱动器的驱动性能进行了仿真,获得了其最大位移、出力及响应频率特性参数,结果表明该驱动器适用于结构振动控制装置的研发;利用上述新型驱动器,提出了一种可实时调节摩擦... 基于ANSYS有限元软件,结合压电材料的物理特性对新型压电陶瓷管状驱动器的驱动性能进行了仿真,获得了其最大位移、出力及响应频率特性参数,结果表明该驱动器适用于结构振动控制装置的研发;利用上述新型驱动器,提出了一种可实时调节摩擦力的智能阻尼器,并对其进行了相关动态力学性能分析,获得了其正弦简谐作用下的本构关系及相应循环一周所消耗能量的计算公式。 展开更多
关键词 新型压电陶瓷管状驱动器 驱动性能 变摩擦阻尼器 动态力学性能
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电泳沉积法制备PZT压电陶瓷管 被引量：1
6
作者 张瑞芳 张和平 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期20-23,共4页
应用电泳沉积技术从乙醇悬浮液中制备出(壁厚约0.4mm,内径为0.8～2.4mm)锆钛酸铅犤Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT犦压电陶瓷管。分析了电泳沉积速率和ζ-电位对PZT悬浮液的稳定性及电泳沉积质量的影响,并研究了烧结前后PZT管的微结构和电学性... 应用电泳沉积技术从乙醇悬浮液中制备出(壁厚约0.4mm,内径为0.8～2.4mm)锆钛酸铅犤Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT犦压电陶瓷管。分析了电泳沉积速率和ζ-电位对PZT悬浮液的稳定性及电泳沉积质量的影响,并研究了烧结前后PZT管的微结构和电学性能。实验结果表明,在pH为5.5～6.5范围,悬浮液的ζ-电位高达50mV以上,此时悬浮液体系分散好而稳定,有最佳的沉积速率和相对沉积密度。在此条件下制备出的PZT管,壁厚均匀一致,经1150℃烧结1h后,相对密度为98.7%,管直且基本无变形,剩余极化强度是29.7μC/cm2,矫顽场强是19.2kV/cm。 展开更多
关键词 电泳沉积 压电陶瓷管 悬浮液 PH ζ-电位 电泳沉积法 PZT 制备 剩余极化强度 沉积速率
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压电陶瓷管非线性校正 被引量：3
7
作者 王丹丹 韩立 杨忠山 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第6期714-716,共3页
提出了一种简单、实效的压电陶瓷管非线性校正法。首先用迈克尔逊干涉仪分别测定压电陶瓷管的X向和Y向非线性曲线,然后求非线性曲线的拟合函数及其反函数,最后依此反函数通过设计原子显微镜(AFM)扫描程序给压电陶瓷管X、Y向施加非等差... 提出了一种简单、实效的压电陶瓷管非线性校正法。首先用迈克尔逊干涉仪分别测定压电陶瓷管的X向和Y向非线性曲线,然后求非线性曲线的拟合函数及其反函数,最后依此反函数通过设计原子显微镜(AFM)扫描程序给压电陶瓷管X、Y向施加非等差距的电压来产生线性位移。实验证明,此法能够有效地消除由压电陶瓷管的非线性引起的扫描图像畸变,从而有利于获得物体表面实貌的真实扫描图像。 展开更多
关键词 压电陶瓷管 非线性 图像畸变 校正
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基于压电陶瓷管的三自由度微操作手建模与实验 被引量：6
8
作者 荣伟彬 孙立宁 +2 位作者 曲东升 张涛 蔡鹤皋 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第2期160-164,共5页
微操作手是微操作机器人的重要组成部分 ,文章把压电扫描器的工作原理应用于微操作手的设计中 ,研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手 ,实现了机构、驱动、检测一体化设计 ,通过对四分压电陶瓷管的变形进行静力学分析 ,建立了微操作... 微操作手是微操作机器人的重要组成部分 ,文章把压电扫描器的工作原理应用于微操作手的设计中 ,研制出压电陶瓷管驱动的三自由度微操作手 ,实现了机构、驱动、检测一体化设计 ,通过对四分压电陶瓷管的变形进行静力学分析 ,建立了微操作手微位移量与驱动电压的关系 ,修正了用几何法建立的公式 。 展开更多
关键词 压电陶瓷 三自由度微操作手 建模 实验 微操作机器人
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四压电陶瓷管驱动的扫描台及有限元分析
9
作者 吴云良 王克逸 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第4期594-596,601,共4页
基于单个压电陶瓷管可实现xyz三维微位移等优点和z向移动范围小等缺点,提出了一种由4个压电陶瓷管组合驱动的可实现三维微位移的扫描台,这种扫描台不仅能实现三维微位移,还扩大了z向移动范围。通过有限元分析软件ANSYS对其进行了力学分... 基于单个压电陶瓷管可实现xyz三维微位移等优点和z向移动范围小等缺点,提出了一种由4个压电陶瓷管组合驱动的可实现三维微位移的扫描台,这种扫描台不仅能实现三维微位移,还扩大了z向移动范围。通过有限元分析软件ANSYS对其进行了力学分析,得出了xy方向移动范围为13μm,z移动范围为20μm,相比单个陶瓷管,z向移动范围增加很大;同时还得出了各种模态及z向位移的瞬态分析,通过给系统加入电阻尼有效改善了纳米位移台动态特性。 展开更多
关键词 压电陶瓷管 有限元分析 扫描台 ANSYS 扫描近场光学显微镜
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基于压电陶瓷及其复合材料的飞机除冰技术研究现状及发展趋势
10
作者 张海波 罗江海 +5 位作者 徐志强 周鑫翊 马伟刚 王传民 姜胜林 谭划 《航空制造技术》 北大核心 2025年第3期32-40,66,共10页
飞机飞行过程中,悬浮的过冷水滴在飞机表面结冰,会严重影响飞机的飞行安全,除冰技术是提高飞机安全性能的重要方法。其中,压电除冰技术具有能耗低、结构简单的优点。本文综述了基于压电陶瓷及其复合材料的飞机除冰技术,探讨了低频压电... 飞机飞行过程中,悬浮的过冷水滴在飞机表面结冰,会严重影响飞机的飞行安全,除冰技术是提高飞机安全性能的重要方法。其中,压电除冰技术具有能耗低、结构简单的优点。本文综述了基于压电陶瓷及其复合材料的飞机除冰技术,探讨了低频压电共振除冰方法和高频超声波除冰法的原理、优缺点,总结了除冰系统中压电材料的发展,分析了传统含铅压电陶瓷、无铅压电陶瓷的优缺点和适用范围,展望了柔性压电复合材料在飞机除冰中的应用。制备大功率压电陶瓷与高性能压电复合材料将是飞机除冰技术中的两个重要研究方向。本文为飞机除冰技术的改进提供了思路。 展开更多
关键词 压电陶瓷 除冰 柔性压电复合材料 致动器 振动
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Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-Pb(ZrTi)O_(3)大应变压电陶瓷的制备及性能研究
11
作者 盖学周 吴凡 +2 位作者 汪跃群 李伟 何超 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2010-2017,共8页
提升大应变压电陶瓷的应变量及温度稳定性,具有重要的实际意义。采用传统固相反应法,制备了(0.3-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-x Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.7Pb(Zr_(0.42)Ti_(0.58))O_(3)((0.3-x)PMN-xPNN-0.7PZT)大应变压电陶瓷。... 提升大应变压电陶瓷的应变量及温度稳定性,具有重要的实际意义。采用传统固相反应法,制备了(0.3-x)Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-x Pb(Ni_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.7Pb(Zr_(0.42)Ti_(0.58))O_(3)((0.3-x)PMN-xPNN-0.7PZT)大应变压电陶瓷。研究了PNN固溶量对陶瓷烧结性能、相结构、微观结构、介电性能、铁电性能、压电性能及温度稳定性的影响。结果发现,PNN固溶,引起晶格畸变,促进陶瓷烧结,同时改变准同型相界附近三方相与四方相含量。当x=0.06时,陶瓷具有最佳电学性能:机电耦合系数k_(p)、压电常数d_(33)、居里温度T_(c)、矫顽场E_(c)分别为0.682,692 pC/N,263℃,880 V/mm;单极应变量在30 kV/cm电场及25℃温度条件下达到0.18%,并在25℃~180℃温度范围内,变化幅度<15%;退极化温度T d≈260℃。 展开更多
关键词 大应变压电陶瓷 铌镁酸铅 铌镍酸铅 准同型相界 居里温度
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基于压电陶瓷的机械密封端面变形可控研究 被引量：1
12
作者 尹佳乐 赵文静 +2 位作者 孟祥铠 江锦波 彭旭东 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期180-190,共11页
针对机械密封运行过程中液膜失稳不可控的问题,本文提出一种基于压电陶瓷的可控机械密封结构,通过调节端面的间隙分布,使机械密封能更好地适应工况条件的变化,以保持稳定的运行状态。首先,基于有限元软件建立了密封静环组件的压电-结构... 针对机械密封运行过程中液膜失稳不可控的问题,本文提出一种基于压电陶瓷的可控机械密封结构,通过调节端面的间隙分布,使机械密封能更好地适应工况条件的变化,以保持稳定的运行状态。首先,基于有限元软件建立了密封静环组件的压电-结构多场耦合仿真模型,分析了压电陶瓷电压和周向分布数量对机械密封静环端面变形的影响规律;其次,设计并搭建了静环端面变形测量装置,研究了压电陶瓷作用下静环端面的变形规律;最后,基于机械密封动静环的多场耦合分析模型,研究了可控机械密封在不同密封工况下的性能调控能力。结果表明:在压电陶瓷作用下,静环端面产生周向波度和径向锥度变形,并且变形量随施加电压的增加而增大,这有利于密封端面快速形成收敛锥形,进而提高液膜动静压效应,提升液膜承载力;随着静环背部周向压电陶瓷个数的增加,静环端面周向波度变形减小,径向锥度变形增大,端面变形趋于周向均匀化,使得密封端面动压效应减弱,静压效应增强,可以更好地维持密封运行的稳定性。多场耦合分析结果表明,通过增大压电陶瓷的电压,机械密封可由接触式逐渐转变为非接触式,这有利于降低密封端面磨损和端面温升,但会导致密封泄漏量增大。研究结果可为可控机械密封的设计提供理论指导。 展开更多
关键词 可控机械密封 压电陶瓷 端面变形 密封性能
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基于集成学习的压电陶瓷烧结过程质量预测建模 被引量：1
13
作者 马超 翁智逸 何非 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期147-157,共11页
烧结工艺是影响压电陶瓷成品质量的关键工艺,涉及影响因素众多,具有非线性、滞后性的特点,导致烧成品的质量难以保证。针对这一难题,通过分析烧结过程中陶瓷微观结构的变化,提出平均晶粒尺寸和烧成密度两个间接质量指标,并与压电性能指... 烧结工艺是影响压电陶瓷成品质量的关键工艺,涉及影响因素众多,具有非线性、滞后性的特点,导致烧成品的质量难以保证。针对这一难题,通过分析烧结过程中陶瓷微观结构的变化,提出平均晶粒尺寸和烧成密度两个间接质量指标,并与压电性能指标间的关系进行分析,建立质量预测模型,实现对烧结工艺的质量预测及控制。通过采取集成学习CatBoost算法,并结合贝叶斯超频带(BOHB)超参数优化算法,以五折交叉验证的方式建立了BOHB-CatBoost质量预测模型。最后,结合RMSE和R^(2)两个指标评估模型的性能,并与其他预测模型进行对比,验证了该模型具有更高的预测精度以及稳健性,对压电陶瓷的烧结生产过程具有较好的指导意义。 展开更多
关键词 压电陶瓷 质量预测 贝叶斯超频带超参数优化算法 CatBoost算法
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锆钛酸铅压电陶瓷的立体光刻增材制造工艺与电学性能研究
14
作者 朱凯峰 贺俊超 +3 位作者 龚小龙 刘凯 孙华君 史玉升 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期679-689,706,共12页
压电陶瓷是电子元器件中的重要材料,其个性化和复杂化制造对提高压电功能器件的性能具有重要意义。然而,由于陶瓷的高脆性和高硬度,传统成形工艺在制备复杂结构时面临较大挑战。增材制造基于逐层叠加原理,理论上可制备任意复杂结构,为... 压电陶瓷是电子元器件中的重要材料,其个性化和复杂化制造对提高压电功能器件的性能具有重要意义。然而,由于陶瓷的高脆性和高硬度,传统成形工艺在制备复杂结构时面临较大挑战。增材制造基于逐层叠加原理,理论上可制备任意复杂结构,为压电陶瓷复杂构件的制备提供了新方案。本文采用立体光刻(SLA)增材制造工艺,成功制备了锆钛酸铅(PZT)复杂结构压电陶瓷骨架,研究了浆料固含量对PZT陶瓷浆料流变性能,PZT陶瓷烧结体微观形貌、相对密度及电学性能的影响。结果表明,陶瓷固含量的增加有助于晶粒在高温下的生长以及坯体的致密化,但同时增加了浆料的表观黏度,降低了浆料的固化性能,不利于复杂结构PZT的制备。本研究制备了相对密度为98.26%、压电系数d_(33)为341 pC/N的PZT基陶瓷烧结体,为增材制造高性能压电陶瓷及其复合材料提供了参考。 展开更多
关键词 压电陶瓷 锆钛酸铅 增材制造 立体光刻 固含量 电学性能
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基于压电陶瓷作动的低频隔振器
15
作者 张宇博 王琳涛 +3 位作者 李林 王晓明 徐振邦 陈洋 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期25-32,共8页
航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通... 航天器在轨定位精度容易受到环境低频微振动和有效载荷引起的内部扰动的影响.本研究设计了一种具有高刚度的串联式压电作动隔振器.建立了压电隔振器的动力学模型和多传感器复合反馈控制方法,并比较了反馈控制参数的优劣和抗干扰特性.通过仿真模型验证了基于所提出的压电隔振器的可行性.通过实验验证了上述设计与仿真的准确性.结果表明,所提出的压电隔振器在1~25Hz能提供-15dB以下的基础振动衰减能力,在共振峰处可以衰减-25dB,同时具备高刚度特性.因此,该隔振器能够提供优异的低频隔振性能和惯性稳定性,有效抵抗有效载荷的内部扰动. 展开更多
关键词 压电陶瓷 主动隔振 反馈控制 动力学建模
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Co掺杂Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)铋层状无铅压电陶瓷制备及电学性能研究
16
作者 张飞洋 闫锋 +2 位作者 娄岳 李波江 李杰 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期1061-1067,共7页
使用传统固相反应法制备了Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)(x=0、0.025、0.050、0.075)铋层状无铅压电陶瓷。采用XRD、SEM、EDS、XPS及相关电学参数测试系统表征了样品的晶体结构、断面形貌、氧空位情况及介电、压电、铁电等性能,探究不... 使用传统固相反应法制备了Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(4)O_(15)(x=0、0.025、0.050、0.075)铋层状无铅压电陶瓷。采用XRD、SEM、EDS、XPS及相关电学参数测试系统表征了样品的晶体结构、断面形貌、氧空位情况及介电、压电、铁电等性能,探究不同Co掺杂含量对陶瓷性能的影响。结果表明:当掺杂含量x=0.050时,样品的物相组成单一均匀,晶粒呈现片层状,相对密度较高,压电常数可达34.7 pC/N,介电损耗仅为0.30%,居里温度为672℃,500℃时高温电阻率为1.62×10^(7)Ω·cm,并且具有很好的温度稳定性,说明掺杂改性后的Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_(3.95)Co_(0.05)O_(15)陶瓷在高温高频领域具有潜在的市场应用价值。 展开更多
关键词 CO掺杂 铋层状无铅压电陶瓷 固相反应法 压电性能 热稳定性 电学性能
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兼具高电致应变和居里温度的La掺杂Pb基压电陶瓷的制备
17
作者 卢铭鑫 周黎阳 +7 位作者 许晓宇 冯晓颖 王挥 阎彬 许杰 陈超 梅辉 高峰 《无机化学学报》 北大核心 2025年第2期329-338,共10页
采用传统固相法制备了La^(3+)掺杂的0.28Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-0.32Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.3PbTiO_(3)-0.1PbZrO_(3)(PIN-PZN-PZT)四元压电陶瓷,研究了La^(3+)掺杂量对PIN-PZN-PZT四元压电陶瓷微观结构和电学性能的影响。结... 采用传统固相法制备了La^(3+)掺杂的0.28Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-0.32Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.3PbTiO_(3)-0.1PbZrO_(3)(PIN-PZN-PZT)四元压电陶瓷,研究了La^(3+)掺杂量对PIN-PZN-PZT四元压电陶瓷微观结构和电学性能的影响。结果表明:引入La^(3+)可以增强压电陶瓷局部结构异质性,进而提升介电弛豫特性并提高压电性能。当La_(2)O_(3)含量为1.5%时,获得了兼具高电致应变(0.23%)和高居里温度(206℃)的压电陶瓷材料。 展开更多
关键词 0.28Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O3-0.32Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-0.3PbTiO_(3)-0.1PbZrO_(3) 压电陶瓷 电致应变 居里温度
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钕掺杂BSPT基高温压电陶瓷的性能研究
18
作者 涂浩 官尚义 +2 位作者 史伟 陈强 邢洁 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期81-87,共7页
采用传统固相反应法制备了Nd掺杂的BiScO_(3)-PbTiO_(3)(BSPT)高温压电陶瓷。在确定BSPT准同型相界的基础上,系统研究了Nd掺杂对其结构和性能的影响。结果表明,通过Nd掺杂可调控BSPT陶瓷相结构和畴结构,进而有效提高其压电性能和温度稳... 采用传统固相反应法制备了Nd掺杂的BiScO_(3)-PbTiO_(3)(BSPT)高温压电陶瓷。在确定BSPT准同型相界的基础上,系统研究了Nd掺杂对其结构和性能的影响。结果表明,通过Nd掺杂可调控BSPT陶瓷相结构和畴结构,进而有效提高其压电性能和温度稳定性。当BS掺杂含量(摩尔分数)为37%,Nd掺杂浓度(摩尔分数)为3.0%时,陶瓷具有最佳的压电性能,其压电常数d_(33)为620 pC/N,居里温度约为405℃,且具有良好的温度稳定性。 展开更多
关键词 高温压电陶瓷 BiScO_(3)-PbTiO_(3) MPB 温度稳定性 畴结构
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Bi_(4)Ti_(3)O_(12)铋层状压电陶瓷的A/B位掺杂及其电学性能
19
作者 张家维 陈宁 +3 位作者 程原 王博 朱建国 金城 《无机材料学报》 北大核心 2025年第6期690-696,I0005-I0007,共10页
近年来,随着航天、航空和核能领域的快速发展,对能够在450℃及以上温度正常工作的压电陶瓷材料的需求日益迫切。钛酸铋(Bi_(4)Ti_(3)O_(12),BIT)是铋层状结构陶瓷中具有较高居里温度(TC~650℃)的压电陶瓷,能够在高温环境下工作。但是纯... 近年来,随着航天、航空和核能领域的快速发展,对能够在450℃及以上温度正常工作的压电陶瓷材料的需求日益迫切。钛酸铋(Bi_(4)Ti_(3)O_(12),BIT)是铋层状结构陶瓷中具有较高居里温度(TC~650℃)的压电陶瓷,能够在高温环境下工作。但是纯相BIT陶瓷压电常数(d_(33))和高温电阻率较低,阻碍了其在高温环境下的应用。本工作采用固相反应法制备了A位Ce离子和B位W、Ta、Sb离子共同掺杂的BIT基压电陶瓷(BCTWTaS-100x,x=0~0.04),系统研究了Ce掺杂对BIT基陶瓷结构和电学性能的影响。引入Ce离子造成BIT陶瓷晶格畸变以及畴结构变化,显著增强了陶瓷的压电性能(x=0.03时,BCTWTaS-3陶瓷d_(33)=37 pC/N)。随着离子掺杂浓度的增大,TiO_(6)八面体顶部氧原子的相对位移增大,BIT陶瓷的晶格畸变程度相应增加。BCTWTaS-3陶瓷具有较高的TC(673℃)以及高温电阻率(500℃时电阻率保持在10^(6)Ω·cm数量级)。此外,该陶瓷还表现出良好的d_(33)热稳定性,在600℃退极化2 h后,d_(33)仍能保持其初始值的85%以上。结果表明,BCTWTaS-100x陶瓷在450℃以上高温环境中具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 Bi_(4)Ti_(3)O_(12) 高居里温度 压电陶瓷 晶格畸变
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压电陶瓷3D打印研究进展
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作者 张广明 艾明理 +3 位作者 宋道森 段培开 黄杰 兰红波 《航空制造技术》 北大核心 2025年第8期46-56,共11页
压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等,被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展,市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表... 压电陶瓷因具有压电性、介电性、弹性等,被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域。随着电子器件向着小型化、便携式发展,市场对小型且具有复杂几何形状的压电陶瓷的需求逐渐增大。采用传统技术制造的压电陶瓷虽能表现出良好的压电性能,但对于复杂结构的制造仍然存在挑战。增材制造技术是一种根据三维模型数据并采用材料逐层累加的方式直接制造出实体零件的先进制造技术。与传统制造技术相比,增材制造技术无需模具,可根据器件的形状设计并通过3D数字化模型直接制造实体零件,实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形问题,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。本文综述了当前增材制造技术在压电陶瓷制造中的发展现状,介绍了压电陶瓷在应用领域的研究进展,并对现阶段增材制造压电陶瓷技术的研究方向和前景进行了展望。 展开更多
关键词 压电陶瓷 增材制造 3D打印 制造技术 功能特性
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