压电

摘要： 弹性模量和内耗是固体材料的基本力学性质,其测量的准确性和便捷性对工业生产和科学研究都很重要.本文回顾了近一百年来固体材料弹性模量和内耗的测量方法,主要分为四类:准静态方法、低频法、共振法和波传播法.首先对每类方法的测量原理进行了简单介绍及总体评价.接着对几种共振方法,包括自由梁共振法、脉冲激励法、超声共振谱方法和压电超声复合振动技术(PUCOT)进行了详细介绍和评价.然后,重点介绍了本课题组最新提出的基于机电阻抗的模量内耗测量方法(称之为M-PUCOT或Q-EMI),它可以同时、准确、快速地测量杨氏/剪切模量及相应内耗.最后,对这种新型弹性模量/内耗测量方法的意义和应用前景进行了讨论和展望.

摘要： 智能井盖的应用减小了人工巡查的难度,降低了人们的生命财产安全风险。该文研究了一种钹式压电能量收集器,有效地提高了智能井盖无线监测节点电池的续航能力,降低了人工巡查的成本。分析了收集器的工作原理,采用ANSYS Workbench软件进行仿真优化,研究了对钹式压电能量收集器输出性能影响的关键因素。加工组装了钹式发电装置样机并完成了测试。结果表明,样机在脉冲宽度250 ms、冲击载荷0.5 MPa下,输出开路电压为102 V,输出功率为4.11 mW,有效地提高了井盖监测节点的续航能力。

摘要： 为了提高压电微机电系统(MEMS)扬声器的声压级,该文提出了一种新型的扬声器振膜结构,该结构由4个相同的扇环驱动单元和中间圆形质量块组成,并在上表面覆有一层柔性材料,形成刚性-柔性耦合封闭振动膜。优化该结构中圆形质量块半径r_(2)和相邻扇环的相邻边夹角θ等参数。结果表明,当θ=50°,r_(2)=700μm时,声压级最大。在保证振膜面积相同和谐振频率基本一致的情况下,与优化后的固支圆形多层振膜相比,该文所提出的新型结构声压级高5 dB。

摘要： 微型能量收集技术是物联网领域发展中的一项重要技术,为了解决振动环境中低功耗器件长期稳定供电问题,本文设计了一种基于悬臂梁结构的电磁与压电复合式振动俘能系统.对该系统进行电压输出分析,并设计了电磁与压电复合式能量转换电路,利用电路仿真软件对其进行仿真并制作了实验电路,通过模拟环境振动进行实验,实现了能量收集和电压转换.实验结果表明,电磁与压电复合式振动俘能系统能够输出稳定电压,以发光二极管负载为例验证了转换电路可以实现较长时间稳定供电,复合模式下负载功率较之单一方式有了较大幅度提高.

摘要： 文中研究了压电悬臂梁在逆压电条件下的力学输出与电学输出,给出了压电悬臂梁在逆压电条件下的力学可靠性和电学可靠性计算的极限状态方程,由串联系统原理得到了逆压电条件下压电悬臂梁的可靠度计算公式。利用一次二阶矩法,对于压电悬臂梁的逆压电状态下的可靠度计算模型做了简化。文中方法经过工程实例的仿真验证,说明了其具有实用性和易行性。

摘要： 能源需求的不断增加以及环境问题的日益凸显迫使人们在环境中寻求清洁能源。该文提出了一种新型拱式能量采集器,能有效利用波浪的振动能量。从拱式振动能量采集器的工作原理分析能量采集的可行性,采用Comsol建立了拱式能量采集器的有限元计算模型,分析周期荷载作用幅值、激励频率、负载电阻、压电片位置和基础层材料等参数对能量采集器压电性能的影响,确定采集器的最优设计参数。

摘要： 预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe,PCCP)作为一种新型的复合管材,目前在各类特大型工程之中广泛采用。而保护层位于PCCP结构的最外侧,外保护层一旦开裂破坏,会对PCCP结构的承载和使用产生较大的影响,故对PCCP外保护层展开开裂监测研究有着极强的实际意义和理论价值。利用锆钛酸铅系压电陶瓷(Pb-based lanthanum-doped zirconate titanates,PZT)体应力波动法,在PCCP砂浆保护层(即外保护层)试件之中分别埋置PZT压电陶瓷片作为激励端和接收端,激发激励端PZT压电陶瓷片产生体应力波,通过改变压电陶瓷片的相互间距、裂缝的深度、宽度和长度分析接收端电压的差异,论证体应力波对PCCP砂浆保护层开裂监测的可行性。

摘要： 文章对国内钛酸铋钠基压电陶瓷材料的相关专利技术进行梳理,并对国内申请量变化趋势、申请人排名、申请人类型,以及相关重点专利技术进行了分析。

摘要： 以多方向压电振动能量收集器为对象,建立系统的简化机电耦合动力学模型。利用COMSOL软件构建能量收集装置的有限元模型,分析了系统的振动模态,讨论了系统不同结构参数对其电压频域响应及负载功率阻抗匹配的影响。引入非线性磁力,探究了不同磁间距对电学响应的作用。结果表明,能量收集器在y方向1g(g=9.8 m/s^(2))加速度载荷激励下,负载电压和负载功率峰值分别达到37 V、6.9 mW,减少压电陶瓷、弹簧基底厚度及增加附加质量块的质量有利于能量收集,并且能量收集装置在磁力作用下具有自主调谐功能,增强了环境适应性。

摘要： 压电石英扭矩传感器是一个力-电转换元件,通过对扭矩测量晶组组成、预紧方式、预紧力以及石英晶片尺寸大小的研究确定,实现压电扭转效应的扭矩传感器结构结构型式设计,为制造出一种新型压电扭转效应的扭矩传感器提供理论依据。

摘要： 研究了受横向载荷、参数激励、四边简支的复合材料层合矩形板的混沌运动.基于von karman 应力应变关系,Reddy 高阶剪切变形理论,推导了压电复合层合板的非线性动力学方程,其中参数激励包括x 、y 轴方向的参数激励和横向压电参数激励.利用Galerkin 法离散偏微分方程,利用多尺度法得到了1:2:3内共振下的平均方程.基于平均方程,通过数值仿真,研究了压电层合板的周期、混沌运动.结果表明,压电复合材料层合板存在混沌运动且敏感于,通过控制压电激励,可以控制压电复合材料层合板的振动.

摘要： 机电一体化压电振动加速度计为内装集成电路式振动传感器,敏感组件部分采用剪切式结构设计,利用压电元件的压电效应将感受的机械振动加速度信号转换成电压信号,通过内装混合集成电路实现阻抗变换、滤波及电压信号放大,从而输出0～5 V的电压信号.可用于测量频率范围在10Hz～3000Hz之间的不同频段,不同振级的振动信号.该产品实现了振动测量传感器、变换器的一体化、小型化.

摘要： 本文针对精确农业对低成本、低功耗变量投入装置的需求,开发了一种压电变量投入装置.该装置利用压电陶瓷片的逆压电效应的基础上,设计了浮动式支撑结构,可以有效地实现变量投入.该装置的结构精巧、容易实现数字控制,适合于变量播种和变量施肥作业.通过实验探讨了弹性板角度(振动角)、工作电压、工作频率等对对投入量的影响.

摘要： 本文进行了低碳钢、中强钢、高强钢、铝合金及钛合金的焊态与超声冲击处理态的疲劳对比试验.结果表明:1)压电式超声冲击可以大幅度提高钢制焊接接头的疲劳性能,且随着接头母材静强度的提高改善效果也越好.2)可以使用压电式超声冲击技术处理含有咬边等缺陷焊接接头而提高其疲劳性能.3)可以应用超声冲击处理提高铝合金和钛合金焊接接头的疲劳性能.

摘要： 通过引入复合材料的电学等效和机械等效,分析了几种模型中组元性能对复合材料压电性能的影响,提出了改进复合材料压电性能的方法.

摘要： 本文借助有限元分析软件ANSYS研究了双层压电悬臂梁结构发生弯曲振动时,振幅和基频与悬臂梁的几何尺寸以及电压的关系.分类分析了PZT悬臂梁弯曲振动的各种模式,结果表明:在相同几何尺寸,相同电压的情况下,"异P同E"的振幅是"异E同P"振幅的一半;两者的振幅与电势差△V成正比,与长厚比1/d成平方正比关系,与宽度h无关.对于"同P同E"得出:上下两层PZT的电场差异越大,振幅越大.以上分析方法和结论可应用于PZT悬臂梁结构的优化设计.

摘要： 采用固相烧结法制备出掺杂稀土Yb的NaBiTiO基压电陶瓷,研究了Yb对NaBiTiO压电陶瓷的相结合,介电性质,压电性能的影响.结果表明,经900°C预烧2h的粉体,已经在部分生成NBT主晶相,成型后于1150°C烧结2h-3h,可以得到致密的NBT陶瓷.Yb掺杂对NaBiTiO基陶瓷介电常数和介电损耗影响不大.但对压电常数有一定的影响.当在NBT陶瓷中掺杂0.02molYB时.d33能达到64pC左右.

摘要： 利用压电材料的通解,将位移函数在半径方向用Bessel函数展开,在圆周方向用三角函数展开,进而求得若干边界条件下压电扇形环板自由振动的解.该解在区域内逐点满足控制方程,在边界上逐点满足指定的边界条件,因此是三维精确解.

摘要： 在考虑铋硅族氧化物晶体中电光效应、旋光效应、压电及弹光效应的基础上,研究了晶体(111)切割面上光波耦合过程中的能量交换及优化问题.通过计算(111)切割面的耦合张量元确定该面的稳态矢量耦合波方程组的形式,求得分析解并计算信号光增益.将分析结果应用于BiSiO和BiTiO中,获得优化的光折变参数.同时,讨论了旋光效应、压电及弹光效应在不同晶体中对光波耦合过程的影响.

摘要： 随着科学技术的不断发展,六向力传感器在医学、军事、体育、计算机、加工业等领域都得到了越来越广泛的运用.本文对电阻应变式、压电式、光学式、组合式等多种六向力传感器的国内外研究现状作了详尽的阐述,并分析了影响六向力传感器发展的因素和六向力传感器的发展方向.

摘要： 本发明所要解决的技术问题在于：提供一种即使低温下烧制时也显示高的特性的铌酸碱系压电陶瓷组合物。本发明解决技术问题的技术方案在于：该压电陶瓷组合物以通式LixNayK1－x－yNbO3(其中，0＜x＜1、0＜y＜1、x+y＜1)所示的化合物为主要成分，氟的含量以质量为基准计为100ppm以上且小于1000ppm。

摘要： 压电基材，其具备沿一个方向卷绕成螺旋状的长条状的第1压电体，而不具备芯材，其中，前述第1压电体包含具有光学活性的螺旋手性高分子(A)，前述第1压电体的长度方向与前述第1压电体中包含的螺旋手性高分子(A)的主取向方向大致平行，利用X射线衍射测定而由下述式(a)求出的前述第1压电体的取向度F为0.5以上且小于1.0的范围。取向度F＝(180°‑α)/180°··(a)，其中，α表示来自取向的峰的半值宽度。

摘要： 一种压电组合物，其含有选自碱金属元素中的至少一种以上的元素、选自钒、铌和钽中的至少一种以上的元素、铜或铜及锗、以及氧，其中，压电组合物具有主相和铜的含有比例比主相高的Cu高浓度相，在将Cu高浓度相中的氧的含有比例设为Og，将铜的含有比例设为Cug时，Og及Cug满足51≤Og≤60及2.0≤Cug≤15的关系。

摘要： 本发明提供能够高精度地进行相邻的压电体层的极化轴方向的控制的双压电晶片型的压电元件。本发明涉及的压电元件(1)具备：第一压电体层(4)，在厚度方向具有第一极化轴方向(P1)，并且由AlN构成；第二压电体层(5)，堆积在第一压电体层(4)上，具有与第一极化轴方向(P1)相反方向的第二极化轴方向(P2)，并且由GeAlN构成；第一电极(3a)，设置于第一压电体层(4)的与第二压电体层(5)侧相反的一侧；以及第二电极(3b)，设置于第二压电体层(5)的与第一压电体层(4)侧相反的一侧。

摘要： 本发明的目的在于提供一种可抑制频率调整时的电极尺寸的缩小，同时耐候性及耐热性优异的可靠性高的压电振动元件和使用该压电振动元件的压电设备，以及上述压电振动元件的制造方法和使用该压电振动元件的压电设备的制造方法。晶体振动元件2在晶体振动板的正反主面上形成有激励电极23a、23b。上述激励电极由三元系合金构成，该三元系合金以银为主成分，并且作为添加剂含有第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂是溅射率比银低且相对于蚀刻液难以腐蚀的金属元素，第二添加剂是与银形成固溶体的元素，激励电极的外周部成为富含第一添加剂的富含第一添加剂区域9。

摘要： 本发明提供了一种在不导致CI值上升的情况下抑制振动臂的垂直方向运动，从而确保振动臂在几乎全长上的刚性，由此可以实现合适的振动的压电振动片以及利用该压电振动片的压电器件。该压电振动片具备：由压电材料形成、从基部平行延伸的一对振动臂；分别设置在上述各振动臂上、沿着各振动臂的长度方向延伸的有底的槽；设置为在宽度方向上横穿上述槽、并将在宽度方向上被上述槽分离的构成振动臂的材料连接为一体的支撑部。

摘要： 在具有一端为开放端的筒状的外壳11和封闭该外壳11的开放端的管座12的压电振子容器10中,管座12的外周面和外壳11的内周面分别具有略呈椭圆形状或椭圆形状。将管座12压入外壳11的开放端中时的压入余量从外壳11的长径侧向短径侧单调地增加。因此,在垂直应力小的短径部分115、125压入余量大,而在拉伸应力大的长径部分116、126压入余量小,所以,不会发生由于封闭不良或外壳11的破裂引起的气密不良。这样,便可提供使用椭圆或略呈椭圆的外壳也不发生气密不良、进而压电振动片与外壳内周也不会接触的压电振子容器、使用该压电振子容器的压电振子、装配该压电振子的电路基板和压电振子的制造方法。

摘要： 一种压电组合物，其含有选自碱金属元素中的至少一种以上的元素、选自钒、铌和钽中的至少一种以上的元素、铜或铜及锗、以及氧，其中，压电组合物具有主相和铜的含有比例比主相高的Cu高浓度相，在将Cu高浓度相中的氧的含有比例设为Og，将铜的含有比例设为Cug时，Og及Cug满足51≤Og≤60及2.0≤Cug≤15的关系。

摘要： 压电薄膜(3)是包含金属氧化物的压电薄膜(3)，其中，金属氧化物含有铋、钾、钛、铁和元素M，元素M为镁和镍中的至少一种，至少一部分金属氧化物为具有钙钛矿结构的晶体，晶体的(001)面、(110)面或(111)面在压电薄膜(3)的表面的法线方向(dn)上进行取向。

摘要： 本发明所要解决的技术问题在于：提供一种即使低温下烧制时也显示高的特性的铌酸碱系压电陶瓷组合物。本发明解决技术问题的技术方案在于：该压电陶瓷组合物以通式Li