E-S法测量压电元件压电应变常数d_(33)的研究

压电应变常数d33是表征压电元件压电性能的重要参数之一 本研究从d33的定义出发 ,利用压电元件的逆压电效应 ,给出一种测量d33常数的新方法———E -S法 文中通过实验对具体的压电陶瓷片的d33进行了测量 ,并将E -S法与准静态法的测试结果进行比较分析 。

Zn/PVDF复合薄膜的结构和压电性能研究

为获得新型高性能铁电聚合物薄膜的制备技术,采用热压法工艺制备了Zn颗粒/聚偏二氟乙烯(PVDF)金属聚合物压电薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)和傅立叶红外光谱仪(FTIR)对晶形结构进行了分析,运用准静态压电测试仪测量了复合薄膜的压电应变常数d33.结果表明:Zn颗粒的加入使复合薄膜诱导产生β晶相,而热压制备的纯PVDF薄膜只含有非极性的α晶相;同时,Zn/PVDF复合薄膜的压电应变常数d33相比于PVDF薄膜明显提高,具有较强的压电性;并且,压电性能明显受到薄膜中氧化锌含量的影响,在一定范围内,随着Zn含量的增加,复合薄膜的压电应变常数也随之增加.

用作空耦超声换能器的聚丙烯多孔膜驻极体的压电性能

以初始厚度为50μm的国产聚丙烯(PP)多孔膜(PQ50)为原材料,通过微结构调控制备了不同厚度的压电驻极体膜,并对比研究了其与芬兰VTT开发的商用PP多孔压电驻极体膜HS70的压电和声学性能。结果表明薄膜的杨氏模量与厚度呈U型依赖关系,杨氏模量在厚度为60~65μm时出现谷值。PP压电驻极体膜的极化呈现阈值行为,在阈值电压以上,压电d_(33)系数随着极化电压的上升而显著增加。当极化电压为6kV时,厚度为60μm的PQ50多孔膜d_(33)达355pC/N,而HS70的d_(33)系数为179 pC/N。在1~10N的静态力范围内,两类PP多孔膜驻极体的压电d_(33)系数先下降后趋于平稳。以PQ50(厚度60μm)和HS70为振膜制作的超声换能器,其振幅分别为170和26 mV,带宽分别为320和180 kHz,因此,国产PQ50薄膜经微结构调控处理后表现出优于商售VTT薄膜的压电与声学性能。

制备工艺对0-3型压电复合材料的d_(33)的影响

采用固化、热压、冷压工艺制备0-3型PZNN/PVDF压电复合材料,用准静态压电测试仪测试了压电复合材料的压电应变常数d_(33),通过对以上三种制备工艺的对比,结果表明:在无机和有机压电材料的体积比大于70％时,冷压工艺优于固化和热压工艺,在它们的体积比小于70％时,热压工艺优于冷压和固化工艺。

压电位移材料电场E_3和应变S_1的关系

研究了软性铌锑—锆钛酸铅Pb(Sb1/ 2 Nb1/ 2 )ZrTiO3 (简称SN)系及硬性锑锰—锆钛酸铅Pb(Mn1/ 3 Sb2 / 3 )ZrTiO3(简称MS)系压电陶瓷电场E3 和应变S1的关系。压电方程为S1=d3 1E3 ,在弱电场下为线性关系。随着电场增加 ,压电应变系数d3 1变大 ,从而不再是常数。当电场E3 增大到某一值时d3 1有极大值 ,我们称此电场为饱和电场Es。软性SN三元系压电陶瓷的退极化电场Ed 为 12 .7kV/cm ,小于它的矫顽场Ec(13.6kV/cm)以及d3 1极大值 (-45 7pC/N)时的饱和电场Es(14kV/cm)。而硬性MS三元系压电陶瓷的退极化电场Ed 和d3 1极大值 (- 2 0 2pC/N)时的饱和电场Es相等 ,均为 2 4kV/cm ,大于它的矫顽电场Ec(18.6kV/cm)。软性SN三元系压电陶瓷在较低的电场下就可产生很大的应变。

Design of DC regulated power supply based on single chip microcomputer

A DC regulated power supply with numerical control based on single chip microcomputer （SCM） is designed. SCM is the main controller and output voltage o{ DC power supply can be set by keyboard. The analog voltage can be obtained through D/A converter （DAC0832） so that different voltages can be provided by operational amplifier. The output voltage varies from 0 V to 12 V with the incremental value of 0. 1 V. The actual output voltage is shown in the nixietube. This DC regulated power supply is characterized by simple structure and easy operation.

压电位移材料电场E3和应变S3的关系

研究了PSN-PZT三元系压电陶瓷退极化电场Ed,d33极大值时的饱和电场Es与矫顽电场Ec的关系.研究结果表明,PSN-PZT三元系压电陶瓷的矫顽电场为13.6kV/cm,退极化电场Ed小于矫顽电场Ec,更小于它的饱和电场Es.

烧结温度对氧化铜掺杂铪钛酸钡钙陶瓷压电性能的影响

采用传统固相反应方法制备了不同烧结温度的Ba_(0.85)Ca_(0.15)Hf_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)+0.5 mol%Cu O陶瓷,对陶瓷样品的微结构、表面形貌、压电、铁电性能进行了测试和分析,结果表明:在不同烧结温度下,各陶瓷样品均表现出单一钙钛矿结构;陶瓷室温下均为铁电体,且介电损耗在0.01以下,当烧结温度在1450℃时,陶瓷压电系数最大,值为330 pC/N,此时,平均晶粒尺寸约为16.99μm,εr=2409,tanδ=0.009,kp=37%,2Pr=16.21μC/cm^(2)。

准静态法纵向压电应变系数测量仪

由中科院声学所潘潮副研究员等人研究发明的实用新型专利“准静态法纵向压电应变系数测量仪”，参加了2005年第九届中国专利奖的评选，在全国数百项已推广应用专利的激烈角逐中脱颖而出，获得中国专利优秀奖。“准静态法纵向压电应变系数测量仪”是测量压电材料及元件的最重要参数-压电应变常数d33的仪器，它测量准确快捷、重复性好，主要技术性能优于国外同类产品。

PZT压电薄膜的压电系数d_(31)的测量及其微悬臂梁简谐振动模拟

介绍了一种应用微悬臂梁结构 ,简单直接测量其中压电薄膜PZT的横向压电系数d3 1的方法 .利用微悬臂梁器件本身和普通仪器 ,通过测量电压作用下微悬臂梁所产生的挠度值即可获得d3 1.还介绍了应用所测的d3 1对微悬臂梁的谐振进行有限元模拟的方法 ,及与振动实验结果的比较 .

高Sc含量ScAlN薄膜的制备与表征

本文利用优化的种子层结构和工艺参数,以AlSc合金靶为靶源,以脉冲直流反应磁控溅射AlSc合金靶的方式在室温下制备了ScAlN薄膜,同时设计并制作了压电测试专用结构,解决了ScAlN腐蚀工艺不成熟的问题,结合X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、准静态d33分析仪、纳米压痕法等方法表征了薄膜的结晶质量、组成成分和机电耦合系数等性能。由表征结果可知,所制备的Sc0.35Al0.65N薄膜具有高度c轴择优取向,摇摆曲线的半高宽低至2.167°,同时结晶致密,有少量贝壳状凸起。薄膜的压电常数d33为-23.4 pC/N,机电耦合系数k_(33)^(2)和k_(t)^(2)分别为34.6%和25.7%,具有制备FBAR等高性能压电MEMS器件的潜力。

环形叉指电极型压电鼓膜驱动器的制备及其性能测试

制备了一种基于Pb(Zr52Ti48)O3(PZT52)材料的自适应光学用压电驱动器。驱动器采用鼓膜结构,其工作区域由主动层—PZT52压电层和被动层—ZrO2/Si复合层两部分构成。PZT52压电层采用环形叉值电极(IDT)驱动。采用Si(100)单晶作为衬底,并采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在其上制备ZrO2阻挡层和PZT52压电层,其中引入PbTiO3(PT)种子层有利于PZT52膜层的(110)择优取向。随后在其上热蒸镀Al顶电极,并采用光刻方法制备图形,得到的IDT电极最大环形直径为10.5mm,电极间距为0.05mm,中心非激活区域直径为2mm。鼓膜结构则通过对Si衬底背部进行各向异性湿法刻蚀(ODE)得到,保留的支持层厚度为5～10μm,直径为12mm。测试结果表明,压电驱动器阵列单元在100kV/cm驱动下,可产生6.5μm左右的形变量。最后利用有限元分析方法(FEM)拟合了压电驱动器单元的面型,并分析了其形变模式产生的内部原因。