片式压电陶瓷谐振器的研制

世界组装技术的新发展,要求元器件片式化,本课题就是研制片式压电陶瓷谐振器。是在插脚式配方的基础上,用Mg、Ca等离子取代Pb,并掺入Ce、Mn等杂质,以提高居里温度。采用气流粉碎法、热压烧结、厚度切变模及叠层封装结构,以利于稳定性和片式化。最终研制出频率精度高、温度特性好的片式压电陶瓷谐振器。

基于PZT陶瓷谐振技术的光纤相位调制器研究

分析影响了基于压电陶瓷谐振换能器的光纤相位调节的主要参数,并根据参数研制出一种满足性能要求的压电陶瓷光纤相位调制器。结果表明,光纤伸长位移量与光纤直径、压电常数、工作电压及陶瓷直径有关,与压电陶瓷的厚度无关;压电陶瓷光纤相位调制器的具有工作频率高(100kHz以上),驱动电压低(2～3V),电容小,介电损耗小,自滤波谐振等特点。

低温共烧PSN-PZT压电陶瓷的研究

以固态氧化物为原料,采用一次合成工艺制备PSN-PZT压电陶瓷,并研究PSN含量、B位离子Nb缺位量、ZrO2的减少量、微量添加元素、烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明:PSN的加入使PZT的准同型相界点向富钛方向移动,当PSN的摩尔分数为3%,材料的最佳锆钛比r(Zr/Ti)=1.04。B位离子Nb的缺位可大幅度降低材料的烧结温度,在Nb缺位量为10%时,可使材料的烧结温度降低到(1 110±20)℃,同时保持优异的压电性能:居里温度TC=339℃,压电常数d33=427 pC/N,介电常数3εT3/0ε=1 750,机电耦合系数kp=0.72,介电损耗tanδ=0.014。

基于压电陶瓷的平面阵列式压力传感器研究

利用压电陶瓷技术,设计并制备整体式多阵列压力传感器,并用于爆炸冲击波压应力的测试。结果表明,阵列传感器可测试爆炸冲击波的压应力及其分布、体密度分布、面密度分布等参数,其静态电容分布偏差小于±1%,压电常数d33分布偏差小于±3.3%,动态响应频率约为2.3MHz,冲击破坏阈值为100MPa量级。

十字交叉型压电陶瓷致动器的制备方法及性能研究

该文主要设计了一种适应高频响应、高压电性能、低电容的压电陶瓷致动器,并研究了工艺参数对性能的影响。结果表明,6.4mm×6.4mm×64mm(厚度0.5mm)的十字交叉型压电陶瓷致动器具有滞后性、回零性、对称性好的特点,其电容为27.3nF,200V位移约为8μm;富氧去应力退火可降低材料的微缺陷组织,减少应力集中现象的发生,提高压电材料的压电特性;电镀电极或热蒸发电极的压电特性明显好于烧结银电极,原因是烧结银电极过程发生一定的渗银现象,并形成一定数量的低温共熔体,从而降低厚膜压电材料的压电特性。

8×8阵列压电厚膜驱动变形镜的制备及性能研究

利用流延工艺制备大尺寸高性能压电陶瓷片(100mm×100mm×0.50mm),在此基础上研究8×8阵列排布的厚膜压电陶瓷驱动连续变形镜的制备工艺技术,并对变形镜的理论拟合面形和实际闭环控制校正面形进行研究分析。结果表明,变形镜的初始面形的像差振幅为2.664λ,像差均方根振幅为0.557λ,而经闭环控制校正+手动微校正后后,获得较佳的镜面效果像差振幅为0.36λ,像差均方根振幅为0.095λ;闭环控制校正面形与理论拟合的面形(像差振幅为0.005λ,像差均方根振幅为0)存在一定差距,主要原因是变形镜制备工艺过程或驱动闭环控制系统存在一定的滞后性或试验误差造成的。

Na_2O对PNN-PZN-PZT的微观组织与性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备PNN-PZN-PZT压电陶瓷,并研究微量添加Na2O对烧结工艺参数对陶瓷压电性能的影响。结果表明,Na2O的添加对材料的成型工艺要求严格,否则易造成成分偏析现象;Na2O的添加使材料的烧成温度范围变窄,陶瓷的压电常数降低约15%,含1%的Na2O的最佳烧结温度约为910℃,其介电常数εr=3 200,压电常数d33=487 pC/N,机电耦合系数kp=0.60,介电损耗tanδ=2%;Na+分布不均匀,在晶界的含量明显高于晶粒内部。

六边管型压电陶瓷致动器的制备方法及性能研究

研究了一种异型管压电陶瓷结构器件的制备工艺方法,并用该方法制备出等效尺寸为5.5mm×57mm×0.5mm六边形管结构压电陶瓷致动器。结果表明,采用流延工艺薄膜缠绕成型法制备的管材尺寸范围为等效直径(1～40)mm,长0～100mm,壁厚0.2～5.0mm;5.5mm×57mm×0.5mm的六边形管结构压电陶瓷致动器可在直流(-300～+300V)范围内工作,最大可调节位移约20μm;器件的正电压收缩滞后性明显优于负电压下的伸长滞后性,存在正负电压滞后性不对称现象;与叠层致动器相比,六边形管型致动器在抗弯曲特性、频率响应、阵列密排特性及电容特性方面具有明显的优势。

Zn取代Cu对CCTO陶瓷高、低频介电性能的影响

采用传统固相法制备了CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)(CCTO,x=0,0.04,0.08,0.12)陶瓷。用X线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Zn^(2+)掺杂含量的变化对CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的相结构、微观形貌的影响规律,并研究了CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的低、高频介电性能。结果表明,少量Zn^(2+)的加入影响CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的相结构和微观形貌。在低频范围内,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷均具有巨介电常数(>104),且CaCu_(2.92)Zn_(0.08)Ti_4O_(12)陶瓷的介电常数温度依赖性小,介电损耗最小,这加速了CCTO陶瓷在陶瓷电容器方向应用的潜力。在微波频段(5.85~8.2GHz)范围内,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷均具有介电弛豫现象,CaCu_((3-x))Zn_xTi_4O_(12)陶瓷的介电常数实部随掺杂量的增加而减小,介电常数虚部和损耗对应的频率变化趋势与实部一致。

TEA CO_2激光器的电极与放电研究

阐述了目前TEACO_2激光器几种常见电极的设计方法与结构,分别比较了它们的优缺点。用模拟电荷法计算了近似Rogowski电极和Chang电极的电场强度,将计算结果与各自放电实验图片作了对照和分析。计算与实验结果吻合,达到了均匀放电的效果,最后提出了改进建议。

球状微带天线分析中细条带馈电模型的构建

通过引入半RWG(Rao-Wilton-Glisson)函数以及边界电荷,成功解决了细条带馈电模型问题。结合矩量法,具体分析了电流源以及电压源模型中阻抗矩阵Z以及V矩阵,并且巧妙解决了边界处自阻抗元素的线积分奇异性问题。这两种馈电模型分别用于分析球状微带天线的输入阻抗以及远区场特性,计算结果与文献[13]结果一致,验证了这两种馈电模型的准确性和有效性。

BNKT-BZT陶瓷的制备和性能研究

采用传统固相法制备了Bi0.5(Na0.825K0.175)0.5TiO3-Ba(Tiy Zr1-y)O3(BNKT-BZT)无铅压电陶瓷。运用XRD、SEM等技术表征了陶瓷的晶体结构、形貌、介电和压电性能。研究结果表明,在所研究的结构范围内,所有陶瓷样品都形成钙钛矿固溶体。陶瓷晶粒的尺寸随x、y适当的增大而增大,压电性能随x、y的增大先增大后减小,在x=0.05,y=0.2(摩尔比)时,压电常数d33=157pC/N,介电常数εr=1 510。