王冬梅
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吴孟强
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张树人
材料导报
压电复合材料相比普通压电陶瓷具有高的灵敏度、低的声阻抗及良好的柔韧性等优点,是制作超声和水声换能器的首选材料.综述了1-3和3-3型压电复合材料的传统及最新制备工艺技术特点,概述了该研究领域的主要理论成果,重点介绍了有限元方法在压电复合材料研究中的应用,并总结了压电复合材料在超声和水声换能器件方面的研究进展.在此基础上提出了压电复合材料在器件应用中面临并亟待解决的几个问题.
关键词:
压电复合材料
,
工艺
,
有限元法
,
超声换能
于静
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郭俊宏
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邢永明
复合材料学报
采用复变函数方法和保角映射技术,研究了压电复合材料中含唇形裂纹的无限大体远场受反平面机械载荷和面内电载荷作用下的反平面问题,利用复变函数中的留数定理和Cauchy积分公式,分别获得了电不可通和电可通两种边界条件下裂纹尖端场强度因子和机械应变能释放率的解析表达式.当唇形裂纹的高度趋于零时,可得到无限大压电复合材料中Griffith裂纹的解析解.若不考虑电场作用,所得解退化为经典材料的已知结果.数值算例显示了裂纹的几何尺寸和机电载荷对机械应变能释放率的影响规律.结果表明:唇形裂纹高度的增加会阻碍裂纹的扩展;机械载荷总是促进裂纹的扩展;电载荷对裂纹扩展的影响与裂纹面电边界条件有关.
关键词:
压电复合材料
,
唇形裂纹
,
复变函数方法
,
场强度因子
,
机械应变能释放率
陆翠敏
,
孟欢
,
刘庆锁
,
张臣
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150707.002
为了扩展压电复合材料的应用领域,首先,通过固相合成法制备了0-3型聚偏氟乙烯(PVDF)/Pb(Zn1/3Nb2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3 (PZNZT)压电复合材料;然后,研究了PVDF含量对PVDF/PZNZT复合材料物相、显微结构及性能的影响.结果表明:PZNZT陶瓷粉料与PVDF粉料混合后,其平均粒度接近于纯PVDF粉料的.于220℃下烧结后,PVDF/PZNZT复合材料在XRD谱图中主要显现出PZNZT钙钛矿结构的衍射峰.当PVDF含量较低时,PZNZT陶瓷晶粒间的结合较松散;随着PVDF含量的增加,陶瓷晶粒几乎都被PVDF相包围.因显微结构不同,不同PVDF含量的PVDF/PZNZT复合材料在极化电场中呈现出不同的串、并联电路.极化后,5wt％PVDF/PZNZT复合材料的电性能最佳,其介电常数为116、介电损耗tanδ为0.04、压电常数为48 pC/N且机电耦合系数为0.28.随PVDF含量的增加,PVDF/PZNZT复合材料的居里温度降低,维氏硬度有所增加,但仍小于纯PZNZT压电陶瓷的硬度.所得结论显示PVDF/PZNZT压电复合材料的性能可以满足水声、电声及超声换能器等的要求.
关键词:
压电复合材料
,
粒度
,
物相
,
显微结构
,
性能
