当给压电晶体加上电压后,压电晶体产生振动,该振动的频率受其几何形状控制。在振动频率附近,压电晶体的电参数有比较大的变化(这是我们能够通过压电晶体测量到声波信号的基础)。当其振动的模态比较单一时,复的电参数随频率变化有一个极大值,在复平面上是一个圆,称为导纳圆。当其振动模态比较多时,则有多个极大值,在复平面上不是一个圆。工业纯的原料生产量大,供应稳定,同批产品的一致性和活性都较好,价格也较便宜。
压电晶体的导纳圆比较综合地反映了其频率特征,是检测压电晶体一致性比较有效的工具。
发明了基于调控载流子类型和浓度的多元素协同掺杂组成设计方法,以及行星球磨制备片状颗粒粉体技术,将铋层状结构CaBi4Ti4O15压电陶瓷的压电系数d33提高了以上、温度变化率≤3%(室温~480℃),高温电阻率提高了2个数量级,达到109W×cm (@480℃),处于国际水平,解决了材料高温电阻率低和温度稳定性差的关键技术难题,应用于482℃高温压电振动传感器。压电陶瓷主要工艺介绍原材料的本质将对压电陶瓷的终性能产生决定性的影响。发明了基于调控缺陷偶极子状态的材料组成设计方法,以及砂磨制粉结合通氧烧结制备技术,突破了传统钙钛矿结构PZT压电陶瓷的使用温度极限,显著增强了PZT压电陶瓷的温度稳定性,大幅降低了强场介电损耗,获得了一种强场介电损耗低,压电性能优异、可在200℃稳定使用的新型PZT压电陶瓷,综合性能处于水平,助力了我国超声电机在“嫦娥三号”玉兔巡视器中的成功应用,并批量应用于多普勒计程仪、声波测井仪等装备。随着使用环境越来越苛刻,现有的三类压电陶瓷材料已无法满足装备的使用要求,它们面临的共性技术挑战是难以兼顾高压电性能和高温高稳定性。
压电陶瓷工艺中的是预烧、烧结和人工极化三个关键工序。其中极化工艺是压电陶瓷材料获得压电性的关键工序。
要充分挖掘压电陶瓷的压电性能,必须选定合适的极化电场、极化温度和极化时间进行极化。
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