本文關(guān)鍵詞：粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的制備及其性能測試，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法分別制備了x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (1 x)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3三元系和x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.05Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (0.95-x)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3四元系鉛基壓電陶瓷,并通過改變組分中的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3含量分析了其對整個(gè)陶瓷體系微觀結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能的影響,分別確定了綜合性能最佳的陶瓷組分。然后選擇0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.05Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 0.65Pb(Zr0.4Ti0.6)O3四元系鉛基壓電陶瓷,采用切割填充工藝進(jìn)行了粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的制備,并通過改變驅(qū)動(dòng)器中壓電陶瓷和環(huán)氧樹脂的體積分?jǐn)?shù)比及驅(qū)動(dòng)器的極化溫度分別討論了其對驅(qū)動(dòng)器各項(xiàng)性能的影響,確定了最佳的體積分?jǐn)?shù)比和極化溫度。首先,在x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (1 x)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3三元系鉛基壓電陶瓷中,通過對燒結(jié)成型后各組分陶瓷的各項(xiàng)性能測試結(jié)果分析可知,當(dāng)陶瓷的組分為0.38Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.62Pb(Zr0.4Ti0.6)O3時(shí),該組分位于該體系陶瓷的準(zhǔn)同型相界區(qū)域并具有最佳的綜合性能。其各項(xiàng)性能參數(shù)分別為:剩余極化強(qiáng)度Pr=37.18μC/cm2,矯頑場Ec=7.98 k V/cm,居里溫度Tc=230℃,最大的介電常數(shù)?m=23267,壓電系數(shù)d33=661 p C/N,平面的機(jī)電耦合系數(shù)kp=63.5%。其次,在x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (1 x)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3三元系鉛基壓電陶瓷的基礎(chǔ)上摻入5 mol%的Pb(Fe1/2Nb1/2)O3后形成的x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.05Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (0.95-x)Pb(Zr0.4Ti0.6)O3四元系鉛基壓電陶瓷中,通過對燒結(jié)成型后各組分陶瓷的各項(xiàng)性能測試結(jié)果分析可知,當(dāng)陶瓷組分為0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.05Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 0.65Pb(Zr0.4Ti0.6)O3時(shí),該組分位于該體系陶瓷的準(zhǔn)同型相界區(qū)域并具有最佳的綜合性能。其各項(xiàng)性能參數(shù)分別為:剩余極化強(qiáng)度Pr=33.19μC/cm2,矯頑場Ec=10.03 k V/cm,居里溫度Tc=263℃,最大的介電常數(shù)?m=28208,壓電系數(shù)d33=682p C/N,平面的機(jī)電耦合系數(shù)kp=69.01%。最后,在采用0.3Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 0.05Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 0.65Pb(Zr0.4Ti0.6)O3四元系鉛基壓電陶瓷作為陶瓷原料并利用切割填充法制備出的具有不同壓電陶瓷和環(huán)氧樹脂體積分?jǐn)?shù)比的驅(qū)動(dòng)器中,通過對驅(qū)動(dòng)器的鐵電和應(yīng)變性能測試分析可知,當(dāng)壓電陶瓷和環(huán)氧樹脂的體積分?jǐn)?shù)比為0.4:0.3時(shí),驅(qū)動(dòng)器具有最佳的綜合性能。其各項(xiàng)性能參數(shù)分別為:剩余極化強(qiáng)度Pr=13.67μC/cm2,矯頑場Ec=15.07 k V/cm,在振幅為±800 V、頻率1 Hz的正弦交變電壓作用下其最大縱向應(yīng)變值為148με,最大橫向應(yīng)變值為76με。同時(shí)對經(jīng)過不同極化溫度極化后的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了性能測試,測試結(jié)果表明,當(dāng)驅(qū)動(dòng)器在120℃下極化后,驅(qū)動(dòng)器具有最佳的應(yīng)變性能,在振幅為±800 V、頻率1Hz的正弦交變電壓作用下其最大縱向應(yīng)變值可達(dá)185με,最大的橫向應(yīng)變值可達(dá)98με。
【關(guān)鍵詞】：固相法 弛豫鐵電體 切割填充法 壓電纖維復(fù)合材料 驅(qū)動(dòng)器
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 壓電陶瓷材料的發(fā)展概述11-14
• 1.2 鐵電性與鐵電體14-18
• 1.2.1 鐵電性與鐵電體簡介14
• 1.2.2 弛豫型鐵電體14-16
• 1.2.3 PMN-PZT馳豫型鐵電材料16-17
• 1.2.4 PMN-PZT的摻雜改性及Fe_2O_3摻雜對壓電陶瓷的改性研究17-18
• 1.3 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器18-22
• 1.3.1 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展簡介18-20
• 1.3.2 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的制備工藝20-22
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法22-24
• 第二章 固相法制備xPb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3 (1?x)Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3三元系壓電陶瓷24-36
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)制備工藝過程及性能測試方法25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析26-34
• 2.3.1 XRD圖譜26-27
• 2.3.2 顯微結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3.3 鐵電性能28-30
• 2.3.4 介電性能30-32
• 2.3.5 場致應(yīng)變性能32-33
• 2.3.6 壓電性能33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 固相法制備xPb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3 0.05Pb(Fe_(1/2)Nb_(1/2))O_3 (0.95?x)Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3四元系壓電陶瓷36-48
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)制備工藝過程及性能測試方法37-39
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析39-47
• 3.3.1 XRD圖譜39
• 3.3.2 顯微結(jié)構(gòu)39-41
• 3.3.3 鐵電性能41-42
• 3.3.4 介電性能42-45
• 3.3.5 場致應(yīng)變性能45
• 3.3.6 壓電性能45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的制備及其性能測試48-59
• 4.1 引言48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程49-53
• 4.2.1 切割-填充法制備粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料49-50
• 4.2.2 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的封裝50-51
• 4.2.3 粗壓電陶瓷纖維復(fù)合材料驅(qū)動(dòng)器的極化和性能測試51-53
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-57
• 4.3.1 壓電陶瓷纖維與環(huán)氧樹脂纖維體積分?jǐn)?shù)比對驅(qū)動(dòng)器性能的影響53-56
• 4.3.2 極化溫度對驅(qū)動(dòng)器性能的影響56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 致謝67-68
• 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及專利68
• 學(xué)術(shù)論文68
• 專利68

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