黄世峰
,
叶正茂
,
王守德
,
徐东宇
,
常钧
,
程新
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.021
采用切割-浇注法,以硫铝酸盐水泥为基体,制备了1-3型水泥基压电复合材料.详细阐述了1-3型水泥基压电复合材料的制备过程;研究了0.375Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.375PbTiO3-0.25PbZrO3压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料的压电性能、介电性能和声阻抗的影响.结果表明: 压电陶瓷柱的宽厚比w/t对1-3型水泥基压电复合材料性能有很大影响,随着w/t的增加,其压电应变常数d33、机电耦合系数Kp与Kt、机械品质因数Qm、介电常数εr和介电损耗tan δ均随着w/t的增加而减小,而压电电压常数g33值几乎不受w/t的影响.在压电陶瓷体积分数仅为22.72%的条件下,调节压电陶瓷柱的宽厚比w/t至0.130,可使复合材料的声阻抗与混凝土的声阻抗十分接近,从而有效地解决了智能材料在土木工程中的声阻抗相容性问题.
关键词:
1-3型水泥基压电复合材料
,
压电性能
,
介电性能
,
机电耦合系数
,
声阻抗
王科鑫
,
何敏
,
郝琦
,
刘阳
,
曾德平
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.029
为解决压电陶瓷聚焦换能器阻抗高、带宽窄,电声转换效率低等问题,采用新型的1-3型压电复合材料作为聚焦超声换能器材料,设计并制作了一种新型的1-3压电复合材料壳式聚焦换能器.通过对新型换能器的频率特性,电声转换效率研究后和当前应用的PZT壳式聚焦换能器进行对比,证明了1-3型压电复合材料壳式聚焦换能器的阻抗较低,相对带宽达61％,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的3.39倍,以及较高的电声转换效率η为54％,是PZT压电陶瓷壳式聚焦换能器的1.68倍.将换能器实际声场检测结果与Matlab声场仿真结果进行对比研究,得出换能器具有较好的声场特性及聚焦效果.为高性能的聚焦换能器的实现提供了理论及实验基础.
关键词:
1-3压电复合材料
,
聚焦换能器
,
电声转换效率
,
频率特性
,
声场特性
邱艳芹
,
刘军
,
孟献丰
,
颜平
,
骆英
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.z1.012
用粉末-溶胶混合物挤出法制备了直径为300μm和400μm的PZT压电纤维,研究了纤维的显微结构、密度和收缩率.采用排列-浇铸法制备了纤维体积分数为25%的1-3型压电纤维复合材料,计算了材料的介电常数、机电耦合系数和机械品质因数.结果表明:1-3型压电复合材料的Kp小于压电陶瓷片,Kt和Kt/Kp都大于陶瓷片;相同体积分数的压电纤维复合材料,直径为400μm的纤维制备的复合材料其εT,d33,Kt和Kt/Kp都大于直径为300μm的纤维制备的复合材料.
关键词:
1-3型复合材料
,
陶瓷纤维
,
粉末-溶胶挤出法
,
排列-浇铸法
李允
,
沈星
,
王宁
材料导报
采用有限元方法对1-3型压电纤维复合材料(Macro-fiber composites,MFC)建立微机电模型,讨论了交叉指形电极关键尺寸、两相结构尺寸对驱动性能的影响.结果表明:分支电极中心距P一定时,取较大的分支电极宽度w可得到较大的自由应变和夹持应力;当分支电极宽度w不变时,随p/w的增加,自由应变增加而夹持应力减小;采用交叉指形电极结构可使1-3型压电纤维复合材料具有较高的横观各向异性,横向效应系数可提高2.3倍.较小的聚合物层厚度a、纤维截面尺寸c有助于提高压电纤维复合材料的驱动性能,较小的纤维间聚合物宽度b有助于提高压电纤维复合材料的自由应变,但夹持应力则相应降低.
关键词:
1-3型压电纤维复合材料
,
驱动性能
,
有限元方法
,
自由应变
黄世峰
,
常钧
,
秦磊
,
杨晓明
,
李宗津
,
程新
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.01.020
以1-3型水泥基压电复合材料作为传感元件制备了水泥基压电复合材料传感器.研究了水泥基压电复合材料传感器的频率响应、线性性能以及应用于混凝土后的传感性能.结果表明:当加载频率小于5 Hz时,所有载荷下传感器输出电压的幅值均增大,但当加载频率大于5 Hz时,所有载荷下传感器输出电压的幅值几乎与输入载荷频率无关;传感器的输出电压幅值和输入载荷幅值之间存在明显的线性关系.水泥基压电传感器在实际混凝土结构中具有良好的传感特性,其输出电压与复杂载荷、随机载荷和脉冲载荷均呈现明显的一一对应关系,且与输入载荷基本同步,不存在滞后现象,试验输出电压值与理论输出电压值也非常吻合.该传感器非常适合于土木工程结构的健康监测.
关键词:
1-3型水泥基压电复合材料
,
传感器
,
频率响应
,
线性性能
,
传感性能
潘平彬
,
陈勇
,
骆英
材料导报
1-3型压电复合材料(PCM)是一维连通的压电相平行排列于三维连通的基体相中而形成的具有压电效应的两相压电复合材料.本文首先比较了分析压电复合材料性能的两种不同方法--解析法和有限元法的优缺点,接着应用ANSYS软件分析了基体相性能和压电相性能对压电复合材料传感性能的影响.研究结果表明:选择低值泊松比、低弹性模量、高剪切模量的基体相和低泊松比、高弹性模量、低介电常数的压电相能有效提高1-3型压电复合材料的传感性能.
关键词:
ANSYS 1-3型PCM 聚合物 压电相 传感性能 有限元法
黄世峰
,
郭丽丽
,
刘亚妹
,
徐东宇
,
程新
复合材料学报
采用切割-浇注法, 以聚合物改性硫铝酸盐水泥为基体, 铌锂锆钛酸铅(简称P(LN)ZT)为功能体制备了1-3型聚合物改性水泥基压电复合材料. 研究了P(LN)ZT陶瓷体积分数对复合材料的压电和介电性能的影 响. 结果表明: 随着P(LN)ZT陶瓷体积分数的增加, 压电应变常数d_(33)、相对介电常数εr和声阻抗率Z呈现明显的增大趋势;而压电电压常数g_(33)和介电损耗tanδ则呈现下降趋势. 与P(LN)ZT陶瓷相比较, 1-3型压电复合材料厚度方向振动增强, 机械品质因素明显降低, 当P(LN)ZT陶瓷体积分数为30. 86%时, 其声阻抗率为8. 24×10~6N·s/m~3, 接近于混凝土的声阻抗率9. 0×10~6 N·s/m~3, 适用于制作混凝土超声无损检/监测换能器.
关键词:
聚合物改性水泥
,
1-3型压电复合材料
,
压电性能
,
介电性能
,
机电性能
,
声阻抗
贾艳丽
,
闫其庚
,
张磊
,
冯招娣
,
代秀红
,
王世杰
,
赵庆勋
,
王英龙
,
刘保亭
人工晶体学报
采用高温固相法制备La0.5Sr0.5FeD3靶材,在高能量,较低的温度条件下利用脉冲激光沉积技术(PLD)在SrTiO3 (001)衬底上自助装生长1-3型外延的LaSrFeO4∶Fe(LSFO4∶ Fe)纳米复合薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征薄膜的晶体结构和生长取向,磁力显微镜(MFM)观测样品的表面形貌和磁畴结构,超导量子干涉仪(SQUID)磁强计测量薄膜的磁性能.结果表明,α-Fe纳米线的直径大小约为20 nm.在低温10 K时,磁场方向平行和垂直纳米线的矫顽力分别为1645 Oe和923 Oe,饱和磁化强度分别为780 emu/cm3和645 emu/cm3,样品表现出良好的磁各向异性.
关键词:
脉冲激光沉积
,
LaSrFeO4∶Fe复合薄膜
,
磁性能
姜胜林
,
仝金雨
,
刘栋
,
金学淼
,
邓传益
,
任伏龙
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.04.025
推导出了0-3/1-3混合连通型铁电陶瓷-铁电聚合物的热释电系数表达式,并详细讨论了陶瓷体积分数v2和陶瓷颗粒粒径与膜厚比(G/t)分别对复合材料的热释电系数pc及pc/錭(錭为复合材料的介电常数)的影响.结果表明:当G/t≥0.5时,不同陶瓷体积分数复合材料的热释电系数pc均趋向于某个定值,说明此时G/t对热释电系数的影响可忽略不计;另外当陶瓷体积分数为0.1时,随着G/t的增大,pc/錭出现一个极大值,且当G/t=0.9时,pc/錭比纯PZT陶瓷的大8倍,表明此条件为最佳工艺条件.而且,在低陶瓷体积分数和低G/t比时,理论曲线与实验数据符合较好.
关键词:
热释电效应
,
铁电陶瓷
,
复合材料
