压电系数

摘要： 铁电薄膜由于其优异物理性能,而被广泛应用于微电子、光电子、微机电领域。在铁电薄膜理论研究方面,热力学理论可以有效地预测铁电薄膜的相结构、极化特性和机电性能等,且已在(001)取向铁电薄膜的研究中取得了较好的应用,而对于(111)取向铁电薄膜的研究报道非常少。因此,本文通过对序参量坐标转换的方法,构建了(111)取向薄膜的热力学势能函数及其机电性能计算方法。基于此,研究了(111)取向0.7PMN-0.3PT铁电薄膜的相结构及其机电性能。研究结果表明,(111)取向0.7PMN-0.3PT铁电薄膜的相结构主要存在沿晶轴方向三个极化可互换的对称相:顺电相PE、菱方相R和单斜相M_(A)(或M_(B))。在应变和外电场的调控下,(111)取向0.7PMN-0.3PT薄膜展现出优良的机电性能,在R和M_(A)相变点处,介电常数ε_(11)、ε_(22)、ε_(33)和面外压电系数d_(33)取得了极大值。在外电场E 3分别为0、50 kV/cm、100 kV/cm和200 kV/cm时,面外介电常数ε_(33)的峰值分别为4382、2646、2102和1600,面外压电系数d_(33)的峰值分别为303.8 pm/V、241.9 pm/V、219.7 pm/V和195.1 pm/V。应变和外电场能够较好地调控薄膜的机电耦合性能,可为优异机电耦合性能的器件制备提供参考。

摘要： 采用普通陶瓷工艺制备了稀土Nd离子掺杂的铋层状结构Bi_(3)TiTaO_(9)(BTT)压电陶瓷,研究了稀土Nd离子掺杂对BTT陶瓷压电特性及温度稳定性的影响。研究结果表明,稀土Nd离子的掺杂有助于降低BTT陶瓷的高温介电损耗,提高BTT陶瓷的压电性能、机械品质因数和机电耦合系数。随着稀土离子Nd掺杂量的增加,BTT陶瓷的压电性能先增加后减小。当Nd掺杂量为质量分数0.6%时,获得的BTT-6Nd陶瓷具有最大的压电系数d_(33)=15 pC/N,约为纯BTT陶瓷压电系数d_(33)(4 pC/N)的4倍,且居里温度TC达到880°C。

摘要： 在单层过渡金属硫化物(Transition metal dichalcogenides,TMDs)的合成过程中,缺陷是不可避免的,而且缺陷对单层TMDs的物理化学性质有着重要的影响。为了研究晶界(Grain boundaries,GBs)对单层TMDs压电效应的影响,基于密度泛函理论(Density functional theory,DFT),计算了36种含晶界单层TMDs和36种不含晶界单层TMDs的压电系数。结果表明:晶界的存在会增强单层TMDs的压电效应,这是由于晶界会导致体系产生应变梯度,从而激发了挠曲电效应。压电系数的变化呈现明显的周期趋势,即随着硫族元素相对原子质量的增加压电系数逐渐增大,其中,含晶界的单层MoTe_(2)的压电系数最大为11.17 pm/V,与单层MoTe_(2)(8.74 pm/V)相比,提高了约27.8%。本文的研究结果可以为开发应用于飞行器中的高灵敏度传感器和高精度控制器的设计提供理论指导。

摘要： 为准确表征横观各向同性ZnO薄膜材料的压电性能,以沉积在硅基底上的ZnO薄膜为研究对象,结合有限元法和纳米压痕法确定了ZnO薄膜的压电系数.正向分析,用ABAQUS软件的压电模块模拟了纳米压痕实验,分别确定了薄膜压电系数与最大加载力、加载曲线指数之间的无量纲方程.反向分析,对ZnO薄膜/硅基底体系进行纳米压痕实验,将实验最大加载力和加载曲线指数代入无量纲方程,确定ZnO薄膜的压电系数为e15=-0.40 C/m2,e31=-0.43 C/m2和e33=1.20 C/m2.本结论对ZnO薄膜的实际应用具有一定的指导意义.

摘要： 采用传统固相反应方法制备了BaTi0.98Hf0.02O3+x mol％Ta2O5(x=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5)陶瓷,对陶瓷结构、表面形貌、压电、介电和铁电测试结果的分析表明:Ta5+完全进入BaTi0.98Hf0.02O3的晶格中,并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;除了x=0.4的陶瓷样品,其他陶瓷样品均为铁电体.在所研究的体系中,x=0.2时,陶瓷压电系数较大,d 33=69 pC/N,介电常数εr=3849,介电损耗tanδ=0.023.

摘要： 研究了MnCO3掺杂对钛酸铋钡BaBi8Ti7O27无铅陶瓷的结构与电学性能的影响,采用常规固体反应法制备了BaBi8Ti7O27-xMnCO3(x=0,0.015,0.03,0.06,0.12,0.16,0.20 wt.％).X射线衍射图显示,所有的成分都是单一稳定相,晶粒生长均匀,片状明显,且随着掺杂量的增加可以观察到MnCO3显著地促进晶粒生长.与此同时,MnCO3添加降低了陶瓷的电导率并有效地提高了激活能.而当掺杂量为0.16 wt.％时,陶瓷压电性能d33达到最高的22.8 pC/N,相比未掺杂样品材料的压电性能(6.7pC/N),提高了三倍以上.

摘要： 应用分离式霍普森金杆对基于PVDF的压电传感器进行动态压力标定及其性能测试.分析了压电传感器工作原理、传感器相关工艺过程和参数特点、传感器动态标定性能测试原理和方法,通过分析动态标定和性能测试试验数据可知,基于PVDF压电传感器在0～200 MPa低压压力具有很高的线性度和一致性,可满足实际工程对压电传感器性能指标的要求.

摘要： 为了提高冷烧结工艺制备的样品致密度,进而其增强压电性能,通过对PZT粉体进行表面修饰、优化PZT颗粒粒径搭配等手段室温化制备高压电系数PZT陶瓷,对PZT陶瓷冷烧结工艺进行优化.研究结果表明:通过Li2MoO4溶液对PZT原料粉体进行表面修饰,形成了厚度为150 nm的Li2MoO4包覆层,有利于冷烧结过程中颗粒重排和溶解-沉淀;采用[63,200)μm的粗颗粒和1～3μm的细颗粒搭配,使得细颗粒流动到粗颗粒桥接产生的缝隙和孔洞中,实现颗粒间紧密的连接,获得最高的密度(6.49 g/cm3)和相对致密度(85.40％);致密度的提高使样品获得优异的介电和压电性能,在1 kHz时,相对介电常数和介电损耗分别为66.8和0.288;在110 Hz时,压电系数d33为71 pC/N.

摘要： 机器人触觉传感器需要同时满足对受力大小进行精确感知以及对作用位置进行精准定位.该文采用等离子体原位极化工艺,在柔性电路板上制备了PVDF-TrFE压电薄膜.在PVDF-TrFE薄膜的制备中,以少量羟基磷灰石掺杂提高了PVDF的结晶性能,有利于β晶型的转化,进而提高了PVDF的压电系数,提升了PVDF对力的电学响应精度,从而提高了感知器件灵敏度.采用柔性PCB电路板制备柔性PVDF压电传感器,不仅可以对力的大小实现三维传感,而且能够对作用力的位置进行定位,从而可以应用于机器人触觉传感.

摘要： 基于国内外研究成果,对薄膜压电系数测试方法进行了分类介绍,如基于正压电效应的垂直压力加载法、气动加载法、悬臂梁法和基于逆压电效应的激光干涉法、显微镜法,X射线衍射法,还有采用间接测量的体声波和表面声波法、复合谐振法等.基于压电系数测试研究现状,汇报了测试方法的最新研究进展.随着高通量实验的快速发展,高通量测试方法已经逐渐成为材料测试的发展方向.对于压电薄膜压电系数的高通量测量,悬臂梁法以及X射线衍射法有望实现多个试样并行测试,显著提高实验效率,可以为材料模拟计算提供数据支持,同时对模拟计算的结果提供实验验证.

摘要： 传统的脉冲电源材料——PZT95/5铁电陶瓷中的铅元素对环境污染大，并且其冲击放电的关键参数(剩余极化强度Pr和压电系数d33)较低，从而限制了脉冲电源的输出功率。本文制备了处于准同型相界的的无铅铁电陶瓷0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07BaTiO3(简称BNT-7BT)，测试了其晶体结构以及介电温谱曲线，测量了不同温度下的电滞回线，并且理论计算了冲击波作用下样品释放的电流大小。实验结果表明，该无铅钙钛矿结构的铁电陶瓷在152°C发生铁电→反铁电相变，相比于PZT95/5铁电陶瓷，BNT-7BT不但对环境污染小，最重要的是其具有较大的的剩余极化强度Pr(室温下约为35μC/cm2)、较高的压电系数d33(152pC/N)等电学性质，这些优异的性能有利于提高脉冲电源的输出功率。

摘要： 高温压电陶瓷作为一种新型功能材料，广泛应用于航空航天、核能、冶金、地质勘探等特殊行业。本研究通过固相法合成了(1-x-y)PT xPZ-yBMT化合物，根据XRD确定三元相图准同型相边界。现得到各组中压电系数d33最大点为x=0.1,y=0.5和X=0.2,y=0.34，分别为258 pC/N和146 pC/N。

摘要： 本文报道采用硬质模板制备有序结构压电驻极体膜的方法。以多孔聚四氟乙烯(PTFE)和氟化乙丙烯共聚物(FEP)为基材，利用该方法成功制备出具有有序结构的压电驻极体复合膜。通过介电谐振谱的测量确定了有序结构复合膜的杨氏模量；利用正压电效应测量了其准静态压电系数d33；利用等温衰减对材料的热稳定进行了表征；采用短路热刺激放电技术对有序结构压电驻极体复合膜中电荷的动态特性进行了研究。结果表明，这类五层结构压电驻极体膜的杨氏模量约为0.48 MPa：它们的准静态压电系数d33不仅可高达500 pC/N，而且表现出良好的热稳定性；五层有序结构压电驻极体膜，其脱阱电荷主要是以沿孔洞介质层的表面迁移，并最终与同一孔洞相对孔壁上的异性电荷复合。

摘要： 通过热拉伸法制备出了交联聚丙烯(XPP)压电驻极体薄膜.利用SEM技术观察了薄膜的微观结构,采用准静态方法测量了该功能膜在不同拉伸比下的压电系数d33,研究了其压电特性,并分析了表面结构对压电系数d33带来的影响.结果表明,样品获得压电效应的拉伸比阈值是70%,并且随着拉伸比的提高,样品的压电系数d33逐渐增强:当拉伸比为150%时,压电系数d33达到35pC/N.对于所有经过拉伸处理的样品,其压电系数d33在30kPa的压强范围内都具有良好的线性度.样品表面结构对其压电效应亦有影响,选取粗糙面进行电晕充电更易于提高XPP膜的电极化效率,获得较高的压电系数.

摘要： 报道了将致密的FEP和多孔PTFE交互层叠在一起,采用热粘合的方法制备出具有孔洞结构的聚合物复合膜,然后经电晕极化处理使该复合膜成为铁电驻极体。最后用准静态方法测量该铁电复合膜的压电系数d33,并通过热刺激电流放电(TSD)电流谱和等温衰减研究了FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体的电荷动态特性。结果表明：该复合膜的压电系数d33可达200～500pC/N,在0～12kPa的压强范围内呈现出良好的线性,并且在90°C下老化160min后仍保持在原来的43％且趋于稳定；FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体电荷在热激发脱阱后复合途径主要有2种:一种是沿着固体介质的表面迁移与异性电荷复合,另一种是穿过固体介质层与异性电荷复合.在低温区(75°C附近)前者占优,高温区(120°C附近)后者占优.

摘要： 本文中首先将致密的FEP和多孔PTFE交互层叠在一起,采用熔融热粘合的方法制备出具有孔洞结构的聚合物复合膜,然后经电晕极化处理使该复合膜成为铁电驻极体。结果表明：该复合膜的压电系数d33可达500 pC/N,且在0-12kPa的压强范围内呈现出良好的线性；在90°C下老化160分钟后仍保持在原来的43％且趋于稳定。FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体中的电荷在热激发脱阱后,其输运和复合途径主要有两种:一种是脱阱电荷穿过固体介质层与异性电荷复合,另一种是脱阱电荷沿着微孔内部固体介质壁的表面迁移与异性电荷复合.在较低的温度下(对应75°C温度峰),第一种输运方式占主导地位；而在较高的温度下(对应120°C温度峰),第二种输运方式占主导地位.

摘要： 含封闭孔洞结构的聚合物薄膜经过适当的电极化处理后表现出突出的压电活性。由于它同时具有压电材料和驻极体的特点，被命名为压电驻极体。本文报道了微孔结构PTFE和FEP复合膜的制备方法，并讨论了其压电性能。rn 该复合膜的结构特点是以多孔PTFE为骨架，而以致密(非多孔)的FEP为储存电荷的介质层。研究结果显示：FEP和PTFE复合膜压电驻极体的准静态压电系数d33可以达到200-500pC/N，并且d33在0-12kPa的压强范围内呈现出良好的线性。在90°C下老化160min后d33仍保持在初始值的43％且趋于稳定。

摘要： 本文描述了一种可控微结构的多孔聚合物压电功能膜的制备方法，讨论了采用该工艺制备的孔洞氟聚合物压电驻极体膜的压电活性及其热稳定性。结果表明，这类氟聚合物压电驻极体膜的准静态压电系数d33可达2200 pC/N；压电系数d33的压力特性在直到20kPa的压强范围内呈现良好的线性；与聚丙稀(PP)压电驻极体膜相比较，氟聚合物压电驻极体膜不仅具有更高的压电活性，而且呈现更优良的热稳定性；对氟聚合物压电驻极体进行预老化处理可以进一步提高材料压电活性的热稳定性。

摘要： 制备了2-2型复合磁电材料LiNbO3/Terfenol-D,研究了其在不同频率交流激励磁场和直流偏磁场下的磁电耦合效应.为了充分利用LiNbO3晶体大的压电系数d15和d22使其在横场长度伸缩振动模式和厚度伸缩振动模式中获得较大的压电效应,本文选择了(xzt)41°切型的LiNbO3晶体作为复合材料LiNbO3/Terfenol-D的压电相,通过计算其压电系数从理论上得出了与实验比较一致的结果,即该材料具有较大的磁电耦合系数,在频率为114kHz交流磁场的激励下,当直流磁偏场达到1.9kOe时,获得磁电耦合系数的最大值2.1V/cm·Oe.另外还发现一定频率范围内该材料出现了独特的多个最优化直流磁偏场现象.本文对以上现象进行了讨论.

摘要： 在突破了传统的助溶剂方法生长弛豫铁电单晶限制的基础上,用Bridgman方法生长出了大尺寸高质量的PMNT单晶,并根据它的性能特点,探索了它的潜在应用.结果表明,PMNT单晶在各种压电换能器中有广泛的应用前景.

摘要： 本发明公开了一种具有温度系数并温度系数可调的参考电压电路，包括：基础电路，用于输出基本的参考电压；电流镜电路，用于镜像电流；shift up/down功能电路，用于shift up/down输出电压；有温度系数参考电压产生电路，用于产生有温度系数的参考电压；本电路的输出电压温度系数可通过闭合开关Sx调节，输出电压dc值可通过Vrefx调节，同时保证在调节温度系数时，常温的输出电压dc值不会随温度系数的变化而变化。

摘要： 发明的探头通过较快的下压速度a1第一次下压压电薄膜材料，以较快的速度确定待检测压电薄膜材料的位置。当驱动装置驱动探头向上移动时，只需要上移较小的距离以使探头与压电薄膜材料分离即可。当驱动装置驱动探头第二次向下移动，就可以用较短的时间，准确地对压电薄膜材料施加所需的压力，从而提高检测的效率和精度。

摘要： 本发明公开了一种具有温度系数并温度系数可调的参考电压电路，包括：基础电路，用于输出基本的参考电压；电流镜电路，用于镜像电流；shift up/down功能电路，用于shift up/down输出电压；有温度系数参考电压产生电路，用于产生有温度系数的参考电压；本电路的输出电压温度系数可通过闭合开关Sx调节，输出电压dc值可通过Vrefx调节，同时保证在调节温度系数时，常温的输出电压dc值不会随温度系数的变化而变化。

摘要： 本发明涉及一种测量同轴压电电缆静水压压电系数系统的测量方法，测量同轴压电电缆静水压压电系数的系统包括气路管线、屏蔽电缆、通过气路管线相互连接的高压气源和测试容器以及通过屏蔽电缆与测试容器连接的测量计算单元，所述的测试容器包括与气路管线连通的压力釜和设置于压力釜上与屏蔽电缆连接的采集模块，所述的同轴压电电缆设置于压力釜内且与采集模块连接，所述的高压气源用于向压力釜充气施压，所述的测量计算单元用于获取采集模块采集到的数据，与现有技术相比，本发明具有结构简单、操作方便等优点。

摘要： 一种铁‑锂离子对掺杂改性的高压电系数氧化锌基压电薄膜及其制备方法，涉及一种高压电系数的掺杂氧化锌压电薄膜的制备方法。是要解决现有方法无法使ZnO薄膜的压电性能得到优化提高的问题。该氧化锌基压电薄膜材料，化学通式为Zn

摘要： 本发明涉及一种压电薄膜压电系数的高通量测量方法，属于压电系数测量技术领域，该方法包括过程：制作包含有若干个层合悬臂梁的试件，其中每个层合悬臂梁上依次设置基底层、底部电极层、压电薄膜层以及顶部电极层；通过底部电极层和顶部电极层给压电薄膜层施加电压，同时通过数字全息系统采集每个层合悬臂梁的变形图像，获取每个悬臂梁的最大挠度；根据层合悬臂梁上基底层结构尺寸和材料参数、施加的电压值以及获得的最大挠度得到每个层合悬臂梁上压电薄膜的压电系数。该方法能够一次能够同时测得多个至上百余个压电薄膜压电系数，实现了薄膜材料压电系数的高通量测量，为压电薄膜高通量制备提供了快速有效的压电性能表征手段。

摘要： 本发明涉及一种利用纳米压痕提高压电材料压电系数的方法，该方法对压电晶体施加载荷外力，使压电晶体表面获得周期性纳米级图形化压痕结构，大大提高了压电晶体的压电系数，由17pC/N提高到44pC/N，采用的用纳米压痕技术直接在压电晶体表面制备大面积周期性纳米压痕结构，成本低，操作简便，并且无需昂贵的设备。

摘要： 本发明提供一种改善SAW器件压电薄膜压电系数的设计方法及得到的压电薄膜，包括步骤：(1)搭建晶胞模型，按照AlN卡片的原子位置添加，得到初级晶胞模型；(2)将搭建的初级晶胞模型扩展成超胞；(3)对超胞进行Sc原子掺杂，设置一个掺杂浓度得到掺杂后的超胞模型；(4)利用第一性原理计算Sc掺杂后的压电系数；(5)重复以上步骤，依次更换不同浓度的Sc原子掺杂，分别利用第一性原理计算Sc掺杂后的压电系数，压电系数最大的为Sc原子掺杂浓度最优值。本发明搭建模型并利用第一性原理计算，找到提升薄膜压电性能的方法，减少了实践中大量重复实验，提供了实验方向，减少实验成本。

摘要： 本发明涉及一种压电薄膜压电系数的高通量测量方法，属于压电系数测量技术领域，该方法包括过程：制作包含有若干个层合悬臂梁的试件，其中每个层合悬臂梁上依次设置基底层、底部电极层、压电薄膜层以及顶部电极层；通过底部电极层和顶部电极层给压电薄膜层施加电压，同时通过数字全息系统采集每个层合悬臂梁的变形图像，获取每个悬臂梁的最大挠度；根据层合悬臂梁上基底层结构尺寸和材料参数、施加的电压值以及获得的最大挠度得到每个层合悬臂梁上压电薄膜的压电系数。该方法能够一次能够同时测得多个至上百余个压电薄膜压电系数，实现了薄膜材料压电系数的高通量测量，为压电薄膜高通量制备提供了快速有效的压电性能表征手段。

摘要： 本发明属于材料测试技术领域，具体涉及了一种压电薄膜纵向有效压电系数的测量方法。本发明基于不同电压激励下光纤激光干涉式PFM测量所得压电响应，用简谐振动模型描述探针‑样品振动行为，以减小热噪声的干扰和频率依赖性，利用简谐振动模型对压电响应多次拟合，提取出被测薄膜在不同激励下有效压电形变，结合不同激励下有效压电形变计算得到薄膜纵向有效压电系数，消除了PFM的压电响应信号频率依赖性和本底噪声的干扰，提高了信噪比。相比于传统压电系数测量方法本发明能实现精确的局部测量并绘制压电系数图谱，结果稳定且无频率依赖性。