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ADP(磷酸二氢铵)和KDP(磷酸二氢钾)晶体都属于42m点群,是20世纪早期的著名压电晶体,具有易于大尺寸生长的优点.但它们在主轴坐标系中只有厚度切变压电系数(d14, d36),没有纵向压电系数(d33,k33),而这种纵向压电效应在实际应用中较多.本文通过利用坐标变换的方法,计算了这两种晶体纵向压电性能在空间的分布.通过计算,首先我们发现这两种晶体在空间存在着纵向伸缩压电效应,其次我们还得到了它们在空间的纵向压电系数的最大值和切型.ADP晶体:d33,max=8.66×10-12C/N,切型为(xywl)45°/50°;k33,max=0.07,切型为(xywl)45°/50°.KDP晶体:d33,max=4.54×10-12C/N,切型为(yzlw)45°/55°;k33,max=0.04,切型为(yzlw)45°/48°.ADP晶体的纵向压电性能略好于KDP.另外,本文还分别对上述计算结果进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致.对两种晶体压电器件的进一步开发和利用具有理论指导意义.

关键词: 磷酸二氢钾 , 磷酸二氢铵 , 压电效应 , 机电耦合系数 , 切型

压电材料的制备应用及其研究现状

何超 , 陈文革

功能材料

从压电材料的压电效应入手,介绍了压电材料的分类及结构组成.针对不同压电材料在生产实践中的应用情况,列出现阶段压电材料的制备技术.综述了近年来压电材料的研究现状,并系统介绍了压电材料在各个领域的应用和发展.

关键词: 压电材料 , 压电效应 , 制备技术 , 研究现状 , 应用

网状聚合物冠醚的压电性能研究

李银奎 , 闫正林 , 龙永福 , 黄钐 , 李德湛

高分子材料科学与工程

合成出了3种网状聚合物冠醚(NPCE):聚乙二醇双环氧丙基醚(PEGDE),聚一缩二乙二醇双环氧丙基醚(PDGDE)和聚二缩三乙二醇双环氧丙基醚(PTGDE).实验表明,NPCE与金属盐络合后具有良好的压电性能,并络合金属盐越多,金属离子价态越高和阴离子体积越小,则压电性能越好,电导率越高.

关键词: 聚乙二醇双环氧丙基醚 , 聚一缩二乙二醇双环氧丙基醚 , 聚二缩三乙二醇双环氧丙基醚 , 压电效应 , 电导率

陶瓷聚合物压电复合材料的最新进展

郭栋 , 李龙土 , 桂治轮

高分子材料科学与工程

以连通性为基础分类综述了陶瓷聚合物压电复合材料的发展历史、有关理论模型、研究现状及最新进展.并对其未来发展方向进行了分析.

关键词: 压电效应 , 复合材料 , 连通性 , 换能器 , 锆钛酸铅

单悬臂梁阵列式压电能量采集器的研究?

贺婷 , 丑修建 , 王二伟 , 甄国涌 , 张文栋

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.022

根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用 ANSYS 软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为3．9和4 kHz；利用溶胶-凝胶法制备出15和20层的 PZT 压电功能薄膜,电镜扫描其厚度分别为1849,2667 nm,AFM对比表面形貌其粗糙度分别为1．8和2．11 nm,后者致密更好,颗粒较小,相变温度相对比较高。

关键词: 振动能量采集 , 压电效应 , MEMS , ANSYS , PZT薄膜

基于涡激振动的压电能量收集特性数值研究

王军雷 , 冉景煜 , 丁林 , 张敏 , 张力

工程热物理学报

本文设计了一种基于涡激振动的流体动能收集装置.该器件主要包括钝体和PVDF(Polyvinylidene Fluoride)压电悬臂梁,涡街的交替脱落引起梁发生振动,通过压电效应将振动能量转为电能.基于流固耦合计算对该结构压电能量收集特性,以及压电悬臂梁的升阻力系数、振幅和频率等特性进行了数值分析,并着重研究圆柱型钝体与PVDF压电悬臂梁的位置对装置发电效率的影响.结果表明,圆柱与悬臂梁直接相连(即L=0.5D)会得到较高电压输出,在雷诺数Re=6000时,振幅峰值为A=0.97D,输出电压峰值达到0.923 V.

关键词: 能量收集 , 压电效应 , 流固耦合 , 大变形

压电复合材料层合结构中的SH波

代海涛 , 程伟

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.030

考虑压电耦合效应,通过传递矩阵-二维谱分析研究了压电复合材料层合板稳态SH波的频散特性和瞬态SH波的传播特性.数值分析表明: 压电耦合作用提高了SH波的截止频率和相速度;由表面扰动激发的SH波,一部分能量向板深度方向传播,一部分以表面波的形式在两倍波长深度内传播.所采用的传递矩阵-二维谱分析为层合结构瞬态波动研究提供了一种有效的数值方法.

关键词: SH波 , 压电效应 , 频散关系 , 传递矩阵 , 二维谱 , 表面波

基于纳米材料与纳米结构的纳米电源研究进展

潘春旭 , 李伟平 , 张豫鹏 , 余超智 , 黎德龙

无机材料学报 doi:10.15541/jim20130691

随着现代社会的发展和能源危机的来临，探索和寻找新的能源材料，开发新能源是人类的永恒课题。自2006年基于ZnO纳米线压电效应的压电式纳米电源问世以来，又研制出多种基于纳米材料和纳米结构，以及不同纳米效应的新型纳米电源。本文综述了近10年来，人们在纳米电源领域的研究成果；系统介绍了基于压电效应、摩擦效应以及石墨烯能带调控纳米电源的原理和特点，为今后新型纳米电源的开发提供思路和参考。

关键词: 纳米电源 , 压电效应 , 摩擦起电效应 , 石墨烯

基于压电陶瓷的自维持压电电源设计与建模研究?

黎晖 , 沈冬祥 , 王彪 , 邴浩千

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.11.038

为解决浮桥监测系统网络节点供电问题，设计一种新型自维持压电电源，其最大特点是采用了以弹簧-质量块组件为核心的自维持压电结构，它将工作环境产生的机械能转换为振动源，以延长载荷持续效果并延长电源供电时间。阐述了自维持钹式压电电源结构设计，并从材料选择、钹形端帽加工、粘结固定等方面对钹式压电阵列制作工艺进行了描述。最后基于自维持压电结构，在对钹式压电结构受力分析的基础上，利用柱坐标系压电方程推导出自维持压电电源的输出电压、电荷以及电能公式，基于发电模型定性分析了相关参数对发电特性的影响规律。

关键词: 无线传感器 , 压电效应 , 钹式结构 , 阵列 , 加工工艺