功能梯度壓電材料制備及其作為彎曲驅(qū)動(dòng)器的研究.pdf

1、目前工程中常用的壓電單、雙晶片驅(qū)動(dòng)器在層間界面處存在應(yīng)力集中，導(dǎo)致粘結(jié)層在低溫下易開(kāi)裂、高溫下易蠕變，進(jìn)而縮短了元件的壽命。用不同性能系列的PNN–PZ–PT材料研制出的功能梯度壓電驅(qū)動(dòng)器可以克服上述缺點(diǎn)。為了使功能梯度壓電驅(qū)動(dòng)器得到大的彎曲撓度，就需要把高壓電性、低介電性的高應(yīng)變壓電材料和低壓電性、高介電性的低應(yīng)變壓電材料結(jié)合起來(lái)，并且使材料的組分和特性沿厚度方向呈梯度變化。然而，在實(shí)際制備該驅(qū)動(dòng)器過(guò)程中，材料組分的連續(xù)分布是比較困難

2、的，取而代之的是多層結(jié)構(gòu)。本文采用流延成型工藝來(lái)制備PNN-PZT系功能梯度壓電材料以及相關(guān)的功能梯度壓電彎曲驅(qū)動(dòng)器。
　　 主要內(nèi)容包括：
　　 1）采用傳統(tǒng)固相合成法來(lái)制備PNN-PZT系壓電陶瓷粉體；
　　 2）對(duì)PNN-PZT系壓電陶瓷粉體漿料流延性能進(jìn)行研究；
　　 3）用流延成型工藝來(lái)制備PNN-PZT系的流延薄片；
　　 4）制備壓電性能和介電性能在厚度方向上呈梯度變化的功能梯度壓電

3、材料；
　　 5）功能梯度壓電驅(qū)動(dòng)器的研制以及性能表征。
　　 本文確定了PNN-PZT系壓電陶瓷粉體的合成和流延成型工藝，研究了該壓電材料的性能，并成功制備了PNN-PZT系功能梯度壓電材料以及相關(guān)的功能梯度壓電彎曲驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)了壓電彎曲驅(qū)動(dòng)器的測(cè)試裝置并測(cè)試了其性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該材料和驅(qū)動(dòng)器具有能消除層間明顯的界面、能極大地減緩界面處的集中應(yīng)力、能產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)位移以及無(wú)需粘結(jié)劑，即可提高