原位XRD法研究电疲劳过程中铁电陶瓷PLZT的畴变

利用SEM观察了未疲劳和疲劳铁电陶瓷极化试样的断口形貌.利用原位XRD观测了电疲劳过程中极化试样表面铁电电畴的变化,并记录了相应的剩余极化强度.实验结果表明:疲劳试样的主要断裂模式为沿晶断裂;随疲劳次数的增加,每次疲劳后试样表面I(002)减小,I(200)增加;每次疲劳后在外加电场作用下试样表面I(002)增加幅度和I(200)减小幅度随疲劳次数的增加而减少.这些现象说明:可翻转电畴的减少是剩余极化强度降低的主要原因;非协调高畴变应变形成大量沿晶微裂纹并导致疲劳试样主要断裂模式为沿晶断裂;沿晶微裂纹的形成和伸长主要发生在电疲劳的初期.

铁电陶瓷的电疲劳机理研究

研究了PMN—PNN－PZ－PT和PLZT铁电陶瓷的电疲劳特性及其疲劳机理。研究结果表明，疲劳与所加的疲劳电压大小有很大关系。当电压较小时，疲劳不明显；当电压较大时，疲劳加剧。疲劳机理主要是空间电行在畴壁的钉扎；陶瓷体和电极之间的电化学反应；缺陷在电场作用下的运动和Ag离子在较高电场作用下在陶瓷体内的迁移。显微结构观察证明了这些机制的存在。

温度对PLZT铁电陶瓷电疲劳性能的影响

利用常规方法制备了Pb0.97(La,Nb)0.03Zr0.53Ti0.47O3铁电陶瓷,研究了温度对Pb0.97(La,Nb)0.03Zr0.53Ti0.47O3铁电陶瓷电疲劳性能的影响。结果表明,温度对PLZT铁电陶瓷电疲劳性能影响很大,随着温度的升高,电疲劳速率降低。样品的介电温谱及断口SEM分析表明铁电陶瓷电疲劳机制主要为畴钉扎机制和内应力集中造成沿晶微裂纹。

铁电薄膜电疲劳研究进展

铁电薄膜在交变电场下发生电疲劳现象是影响其商业应用的主要障碍,也是目前国内外研究的热点。本文从铁电薄膜电疲劳的影响因素、疲劳机理和消除疲劳的措施出发综述了近年来国内外在铁电薄膜电疲劳研究方面取得的进展。

压电陶瓷电疲劳研究进展

电疲劳是压电陶瓷材料应用于各类驱动器的主要障碍 ,也是目前国内外研究的热点。本文从电疲劳现象、电疲劳机理、影响因素等三个方面简要综述了近年来在压电陶瓷电疲劳研究方面的进展。

PMN-PNN-PZ-PT四元系铁电陶瓷的电疲劳特性

本文研究了ＰＭＮ－ＰＮＮ－ＰＺ－ＰＴ四元系铁电陶瓷的电疲劳特性。在反复的交变电场作用下，经过约１０７～１０８次循环后，材料的的剩余极化强度减小，而矫顽场强也减小。但经过一段时间的放置后，材料疲劳的性能逐渐恢复。这种现象与通常铁电陶瓷疲劳特性不同。

肌电疲劳阈(EMG_(FT))研究进展

EMGFT作为反映肌肉疲劳阈的一项指标 ,具有客观性、可靠性和非损伤性等特点 ,在人体肌肉功能评价方面具有重要实用价值。

肌电疲劳阈与通气无氧阈和肌肉疲劳指数的关系

对12名被试的肌电疲劳阈(EMGFT)与通气无氧阈(VAT)和肌肉疲劳指数之间的关系进行研究。发现肌电疲劳阈的检出率非常低,且与通气无氧阈和肌肉疲劳指数之间并无相关。此外股内侧肌(VM)、股直肌(RF)、股外侧肌(VL)的肌电疲劳阈之间没有显著差异。研究希望通过对肌电疲劳阈低检出率这一现象进行解释,为以后改进肌电疲劳阈的检测方法打下基础。

PLZT铁电陶瓷的电疲劳机理

探讨了PLZT铁电陶瓷的电疲劳特性及疲劳机理,测量并比较了室温下电疲劳前后材料的介电温谱及电滞回线以及疲劳试样在高于Curie温度之上保温数小时之后其室温下的介电温谱及电滞回线。测试结果表明疲劳试样在高于Curie温度之上保温数小时之后其室温下的介电温谱及电滞回线明显不同于电疲劳前试样的介电温谱及电滞回线,SEM分析表明疲劳前样品的断裂模式主要为穿晶断裂,而疲劳后样品的断口模式主要为沿晶断裂,利用原位XRD分析得出样品在交流电场下由90°畴变导致的畴变应变高达0.1％,这种反复高畴变应变造成的沿晶微裂纹,最终导致了铁电陶瓷的电疲劳。

铁电陶瓷材料在交变电场作用下的电疲劳研究

研究了PLZT铁电陶瓷的电疲劳特性。结果表明:在加上极化电场以后,相对于未疲劳试样,电疲劳试样中沿着电场方向翻转的电畴较少,沿偏离电场方向的电畴较多。SEM分析表明疲劳前样品的断裂模式主要为穿晶断裂,而疲劳后主要为沿晶断裂。利用原位XRD分析得出样品在交流电场下由90o畴变导致的畴变应变高达0.1%,这种反复高畴变应变造成的沿晶微裂纹是造成疲劳试样电畴沿电场方向翻转减少的主要原因,并最终导致了铁电陶瓷的电疲劳。

PMN—PZT压电陶瓷电疲劳研究

研究了电场强度、电源频率、晶粒尺寸及掺杂Ｓｎ元素等对常压烧结ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳的影响。并对ＰＭＮ－ＰＺＴ压电陶瓷电疲劳机理进行了初步的探讨。

基于脑电疲劳监测的车辆避撞预测模型研究

为了减少交通事故的发生,解决传统固定阈值模型带来的预警过早或过晚问题,本文综合考虑了人在驾驶中容易出现因脑疲劳而注意力不集中的状况,提出了新的车辆避撞预测模型。研究中引入大脑疲劳影响因素,实验分析了人脑疲劳的脑电信号,引入节律能量值,建立了脑电疲劳监测的车辆碰撞预测模型,修正了传统的安全碰撞时间。实时获取车辆的运动状态和目的位置坐标,对比实时获取车辆的安全避撞时间和实际碰撞时间,在出现危险时,提醒驾驶员及时采取制动措施。最后,在不同车速情况下,计算最佳安全避撞时间,验证了所提脑电疲劳预测模型的有效性。

用于脑控系统的一种去噪脑电疲劳检测方法

疲劳易引发注意力下降,导致稳态视觉诱发脑控系统稳定差、可靠性低等问题。为此,文中提出一种去噪疲劳脑电检测方法。该方法采用经验模态分解将预处理后的脑电信号分解为多个本征模函数(IMF);利用降趋脉动分析法计算每个IMF分量的Hurst指数,从而判断其有效性,无效的IMF分量经过小波阈值降噪后与有效的本征模函数重构成新的脑电信号。然后采用功率谱分析法求出各节律的功率谱密度,组成特征矩阵向量输入支持向量机进行疲劳分类。文中以4名受试者额叶区的脑电信号作为研究对象,得到分类模型准确率为96.07%。实验结果表明,疲劳检测方法更能保留信号中的疲劳成分,其分类效果优于其他分类模型。所提方法在脑控假手系统的在线验证中也有较好的应用效果。

铁电陶瓷材料在交变电场作用下疲劳研究进展

通过对铁电陶瓷疲劳失效研究现状的文献综述,概述了国内外在电疲劳和电致疲劳的机理、影响因素和实验手段等方面的研究进展。通过分别对各类电疲劳机理和各种电致疲劳模型进行讨论,比较了各种理论和模型之间的不同之处,指出了为掌握铁电陶瓷疲劳失效机理尚需解决和澄清的问题。

ZrO2复合对PLZT铁电陶瓷电致疲劳性能的改善

研究了复合ＺｒＯ２对ＰＬＺＴ铁电陶瓷性能的影响，随着ＺｒＯ２的添加，复合材料体系的铁电性能有一定的减弱，但是电致疲劳性能却得到明显的改善。断口的显微结构观察表明，随着ＺｒＯ３的添加，断口由部分沿晶断裂模式向穿晶断裂模式转化，证明了ＺｒＯ２的引入提高了晶界强度，从而改善了材料的电致疲劳特性。

电疲劳对掺镧锆钛酸铅陶瓷电致畴变行为的影响

在不同电疲劳周次下,对未极化掺镧锆钛酸铅铁电陶瓷在不同直流电场加载下得到的原位X射线衍射(XRD)谱和撤掉不同直流电场后得到的非原位XRD谱的(002)与(200)晶面衍射峰强与电场强度(EA)的关系进行研究。通过计算90°畴变体积分数发现,在电疲劳过程中,电场撤掉前后的90°畴变体积分数均随EA呈蝶形曲线变化。在低电场作用下,铁电畴更趋向于沿平行试样表面方向,而在EA=2 000 V/mm作用下,当电疲劳至106时,材料中有约5%的铁电畴被钉扎,有约6%的铁电畴在电场撤掉瞬间转回平行试样表面方向。电场撤掉后的90°畴变体积分数能直接反映铁电材料剩余极化程度。

压电式电/气转换器挡板的疲劳性能实验研究

以压电式电/气转换器上承受变载荷的压电复合圆盘为研究对象,设计了测试其电疲劳性能影响因素的正交实验,并利用压电陶瓷电疲劳机理对实验结果进行了分析。通过全尺寸模拟疲劳实验,测出了影响其疲劳性能的显著性因素、次要因素以及摈弃因素。结果表明,频率对其性能影响与实验误差的影响基本相同,可忽略,为以后提高加载频率加快实验速度提供了实验依据。

铁电和压电效应的电致疲劳综合建模研究

铁电材料具有良好的铁电、压电、热释电等特性,被广泛应用于超声和声纳传感器等众多领域。根据其铁电电畴结构及其极化反转特性,实验中常可测得两种特征回线,即铁电极化回线和压电蝴蝶回线。理论而言,单纯外电场强度影响下的特征回线应呈现规则对称形状,然而,由于一些不可避免的原因(如,电畴极化不稳定、缺陷密度及电致疲劳等),均使得以上回线逐步退化,进而呈现非对称非线性回线,无疑为此类智能材料的力-电建模问题增加了难度,限制了该材料在工程中的应用。由于铁电材料所制成的器件通常是在循环交变电场下服役,或在力、电、温度等多场下工作,于是场致疲劳已成为铁电器件应用的主要障碍。基于此,提出一类电致疲劳综合模型,充分考虑由于循环电场极化导致的材料疲劳现象,对铁电和压电特征曲线进行较为全面和精确地描述。最后,利用实验数据对所提模型进行了验证,结果表明其精确性和适应性均优于传统模型方法,具有很好的应用前景。

准同型相界附近PZT压电陶瓷电致疲劳性能研究

研究了准同型相界(morphotropic phaseboundary简称MPB)附近不同组分的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷在交流电场下的电致疲劳特性。发现电场频率对材料的电致疲劳性能有较大影响。高频电场下不同组分PZT材料的疲劳现象均不明显;低频电场下,不同组分的PZT材料疲劳特性差异较大。分析认为氧空位及其缔合缺陷偶极子在不同频率交变电场下的响应差异是其主要原因。拉曼光谱分析表明,低频疲劳后准同型相界区材料中部分菱方相转变为四方相,使其抗疲劳性能下降。

铁电陶瓷电致疲劳失效的研究进展

铁电陶瓷是具备力电转换功能的典型高技术材料．本文概述铁电陶瓷电致疲劳失效的研究进展．首先介绍电致疲劳的定义和特点,然后讨论电致疲劳失效在不同尺度下的表现行为,包括宏观尺度下裂纹的疲劳扩展;细观尺度下裂纹的萌生;微观尺度下点缺陷在循环电场下的积聚．随即阐述了铁电陶瓷在循环电场下缺陷汇聚的理论分析,运用微结构演化方法计算了单个孔洞随畴界的移动距离,推导了循环电场下铁电陶瓷内点缺陷浓度的演化方程,给出了点缺陷浓度与其汇聚程度之间的定量关系,从而提出了贯通不同尺度的铁电陶瓷电致疲劳失效机理．