PVDF及其共聚物压电性能的温度稳定性研究

均聚物压电材料PVDF及其共聚物P(VDF-TrFE)因其良好的压电、介电性能及化学稳定性等优点,在传感及超声领域有着广泛的用途。P(VDF-TrFE)共聚物是通过共聚反应,将偏氟乙烯(VDF)与三氟乙烯(TrFE)相结合得到。文章对比研究了在升降温及相变温度条件下PVDF及P(VDF-TrFE)两种聚合物材料薄膜的压电特性和介电特性。结果表明,P(VDF-TrFE)共聚物相较于PVDF均聚物具有较高特性和良好的温度稳定性,研究结果为P(VDF-TrFE)共聚物压电材料在传感器、能量采集以及环境监测等相关场景的应用提供了数据支撑。

弯曲圆柱换能器振动特性实验研究

弯曲圆柱换能器是一种典型的低频、大功率、小尺寸水下声源。分析表明,其振动和声学性能与驱动元件的预应力工况和端盖的边界条件密切相关。尽管可以利用仿真分析得到相关规律,但受限于问题的非线性和材料参数的不稳定性,很难对实际的工况进行准确模拟。利用激光测振法对弯曲圆柱换能器在不同条件下的振动特性进行测量分析,并对其预应力工况和端盖边界条件进行了优化。实验研究表明,不同预应力工况对换能器振动输出的线性度和效率有较大影响,而端盖约束边界条件会改变换能器的模态振型和谐振频率。同时,激光测振法为一般换能器最终声学性能的准确优化提供了一种高效的实现方法。

一种压电单晶矢量水听器的性能建模与分析

针对加速度型矢量水听器在低频段灵敏度偏低问题,根据铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)压电单晶的性能特点,设计了一种双悬臂梁结构压电单晶矢量水听器。建立了有限元模型,对矢量水听器的振动模态和接收性能进行了仿真计算,重点分析了几个主要材料和尺寸参数对水听器自由场灵敏度的影响。理论计算表明,采用压电单晶PZN-PT的矢量水听器经优化后其灵敏度可达-190dB@250Hz,与压电陶瓷PZT-5A的水听器相比,灵敏度提升了15dB以上。

弛豫铁电单晶矢量水听器理论设计和实验研究

与传统压电陶瓷材料相比,弛豫铁电单晶材料在横向长度方向上具有更加优越的压电性能,并且频率常数较低,以长条单晶元件为敏感元器件设计弯曲模式工作的加速度型矢量水听器,能够有效提高其接收性能。文章选用[011]c方向极化的二元系铌锌酸铅-钛酸铅(PZN-PT)单晶元件,通过水听器的结构设计和仿真优化,研制了弯曲梁结构的二维矢量水听器。测试结果表明,水听器的接收灵敏度可达-193 dB@200 Hz。

三元系PH-BS-PT陶瓷性能研究

为了探究三元系PH-BS-PT陶瓷的准同型相界附近的组分,实验将BS加入PH-PT中合成三元系PH-BS-PT陶瓷,通过相图分析,设计一系列组分制备陶瓷,通过对陶瓷性能测试,发现相比于二元系陶瓷,三元系相界组分陶瓷的居里温度明显提高,温度稳定性较好。