【摘 要】
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目前工程中常用的压电单、双晶片驱动器在层间界面处存在应力集中,导致粘结层在低温下易开裂、高温下易蠕变,进而缩短了元件的寿命。用不同性能系列的PNN–PZ–PT材料研制出
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目前工程中常用的压电单、双晶片驱动器在层间界面处存在应力集中,导致粘结层在低温下易开裂、高温下易蠕变,进而缩短了元件的寿命。用不同性能系列的PNN–PZ–PT材料研制出的功能梯度压电驱动器可以克服上述缺点。为了使功能梯度压电驱动器得到大的弯曲挠度,就需要把高压电性、低介电性的高应变压电材料和低压电性、高介电性的低应变压电材料结合起来,并且使材料的组分和特性沿厚度方向呈梯度变化。然而,在实际制备该驱动器过程中,材料组分的连续分布是比较困难的,取而代之的是多层结构。本文采用流延成型工艺来制备PNN-PZT系功能梯度压电材料以及相关的功能梯度压电弯曲驱动器。主要内容包括:1)采用传统固相合成法来制备PNN-PZT系压电陶瓷粉体;2)对PNN-PZT系压电陶瓷粉体浆料流延性能进行研究;3)用流延成型工艺来制备PNN-PZT系的流延薄片;4)制备压电性能和介电性能在厚度方向上呈梯度变化的功能梯度压电材料;5)功能梯度压电驱动器的研制以及性能表征。本文确定了PNN-PZT系压电陶瓷粉体的合成和流延成型工艺,研究了该压电材料的性能,并成功制备了PNN-PZT系功能梯度压电材料以及相关的功能梯度压电弯曲驱动器,设计了压电弯曲驱动器的测试装置并测试了其性能。实验结果表明:该材料和驱动器具有能消除层间明显的界面、能极大地减缓界面处的集中应力、能产生较大的驱动力和驱动位移以及无需粘结剂,即可提高粘结强度等优点。
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