压电性能范文

压电性能范文（精选8篇）

压电性能 第1篇

一、测量原理

测量薄膜压电特性的基本原理是利用材料的压电效应, 包括正压电效应和逆压电效应。即给薄膜施加应力, 测量产生的电荷 (电压) ;或给薄膜施加电压, 测量产生的应变, 由此推得薄膜的压电系数。

二、薄膜压电系数的测量方法

(一) 激光干涉仪法。

Q.M.Zhang等研制单束光学干涉仪。对于厚度为0.1~1μm的压电薄膜, 测量时由于位移量一般在10-10~10-12m量级, 因此需提高干涉仪的分辨率。J.F.Li等人把上述系统进行了改进, 其测量方案如图1。基本工作原理是:用一反馈系统调节干涉仪臂长, 使之处于最灵敏的探测位置, 即π/2条件。这样, 以较小的交流电压所产生的位移能导致光探测器测得的光强发生较大的变化。经锁相放大后可获得极好的位移分辨能力。用这套系统可测量复压电常数随频率和电场的变化。

然而, 不容忽视的是单束干涉仪测量薄膜的压电响应受衬底弯曲的影响。为了抑制这种弯曲效应, Kholkin等人采用高分辨双束光学干涉仪, 使得灵敏度大大提高, 测量系统如图2所示。

输出电压与位移量的关系为:

采用这套系统可测量PZT膜的压电响应随电场、频率和时间的变化关系。

(二) 扫描隧道显微镜法。

扫描隧道显微镜 (STM) 是在原子级上研究表面形貌强有力的工具, 它具有极高的垂直和横向分辨率, 测量的基本思想很简单, 即在薄膜上加一电场, 导致薄膜厚度变化, 这种厚度变化由STM测量。STM工作在恒流模式, 给薄膜加一频率为20Hz的三角波电压Vd, 通过反馈电路使隧道电流恒定。悬臂针尖能准确地反映表面的运动, 通过锁相放大测反馈信号的大小, 可直接观察垂直于样品表面的振动幅度, 因而能得到各微区的压电常数d33。经扫描可得到压电系数的横向分布。

STM也工作在恒流模式, 用反馈系统使压电扫描管补偿样品厚度的变化, 由已知STM扫描器的特性, 可得到膜厚的变化, 从而求出压电系数。

施加于样品上的电压与压电系数之间有如下关系:

这种测量, 其分辨率受STM的垂直分辨率及能施加于压电膜的最大电压 (无击穿时) 两者决定。

(三) 垂直加载法。

垂直加载法利用正压电效应测压电系数, 测量原理如图4。样品具有平板电容器结构, 即P1底电极, PZT膜, 上电极为金属针尖。加力于金属针尖上, 产生电荷Q。将一电容量远大于样品电容的电容器Cm与样品并联连接, 用高输入阻抗电压表测量Cm两端的电压, 可得到Q值, d'33由下式算出:

力F由重物或弹簧加在面积为1mm2的金属针尖上, 大小在0~20N, 由一机械导轨保持力的方向垂直于样品表面, 针尖头表面抛光, 以使应力作用均匀。

该法的测量精度受:薄膜的漏导导致电荷量减小;电学噪声的存在等制约。但垂直加载法测薄膜的d33系统简单, 易于实现。

三、方法比较和结论

上述测量薄膜压电系数的方法各有优缺点。单束激光干涉仪测量分辨率高, 但受衬底弯曲效应的影响;双束激光干涉仪测薄膜的压电系数更准确, 更接近真实数据。但灵敏度虽高, 空间分辨能力却较差, 其空间分辨率由激光光斑大小决定。STM测薄膜的压电系数有很高的空间分辨率。而垂直加载法测量系统更简单, 易于实现。

采用激光干涉仪测薄膜的压电特性, 其结果合理可靠, 是一种行之有效的方法;而垂直加载法系统简单, 易于实现, 但可靠性较差;用STM测薄膜的压电特性, 是一种良好的补充。

摘要：压电薄膜在微传感器和微致动器方面的应用日益受到重视。薄膜压电性能的测量方法与体材相比有很大不同。本文介绍了几种测量薄膜压电特性的方法, 包括:激光干涉仪法, 扫描探针显微镜法, 垂直加载法等, 并比较了这些方法的优缺点。

压电性能 第2篇

摘要：基于压电陶瓷材料，设计制作了能够埋入混凝土内部的“智能骨料”，作为传感器进行动态应力测量。根据压电陶瓷片尺寸将传感器分为A型和B型。采用电荷放大器和LMS数据采集系统，对应力传感器在动力加载下的响应进行试验分析。研究发现，传感器表面实测应力与电荷放大器输出电压之间有良好的线性关系；在相同的加载速率下，B型应力传感器的灵敏度系数要高于A型应力传感器，量程小于A型应力传感器。

关键词：压电陶瓷；混凝土；应力传感器；动态响应

中图分类号：TM282 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）01-0165-06

0 引言

正确测量混凝土结构中的应力分布状况，对结构的性能监测、健康诊断和灾害防御均有重要意义。传统的应力测量大都采用在构件表面粘贴应变片的方法，通过测量应变、结合材料的弹性模量间接获得应力数据。这种方法虽然简单直观、成本低廉，但并不能测定结构在非线性受力阶段的应力，并且难以通过粘贴应变片的方法获得混凝土内部的应力数据。为测量混凝土内部应力，需要发展新的应力传感器。

1880年居里兄弟发现压电效应，在此后的100多年间，对压电材料的研究受到越来越多的重视（张福学，2001）。压电材料具有优良的频率特性和可集成特性，频响范围宽、敏感频率高，在土木工程健康检测、结构振动控制及压力与应力测量方面有广泛的应用。压电陶瓷（Pie-zoelectric Ceramics，PZT）作为压电材料的一种，能够有效实现电信号与力信号的转换，为应力测量提供了可能。Tracy和Chang（1998a，b）率先将压电陶瓷作为传感器用以识别复合板受到的冲击作用。陈雨等（2005）通过分级加载试验，发现PZT元件参数（如压电陶瓷在谐振点和反谐振点处的阻抗、静态电容与动态电容等）与应力之间有着近乎线性的关系。Song等（2007a）将PZT传感器埋入钢筋混凝土梁，通过冲击试验发现力锤输出的力信号峰值与PZT传感器输出的电压信号峰值间有明显的线性关系。湖南大学许斌团队（李立飞，2011；刘益明，2013）发明了基于压电陶瓷的混凝土动态应力传感器，并提出了相应的标定方法，对传感器在冲击荷载、简谐荷载及方波荷载作用下的灵敏度进行了标定。研究发现，由于压电陶瓷材料的压电常数本身有一定的离散性，而压电陶瓷片的焊接和封装过程难免会有一定差异，因此制成的传感器的灵敏度也会有一定的离散性。截至目前，对于在混凝土研究中应用的压电陶瓷应力传感器，大多数研究主要集中于冲击荷载作用试验。本文在前人基础上，设计并制作了一批压电陶瓷应力传感器，通过系列动力加载试验测量传感器表面荷载与输出电压，建立应力一电压关系，为混凝土中的应力测量提供新方法。

1 压电常数测定

当对压电陶瓷施加机械变形时，就会引起内部正负电荷中心发生相对移动而产生点的极化，从而导致元件两个表面上出现符号相反的束缚电荷，电荷密度与单位面积上的外力成比例，这种现象称为正压电效应。压电常数是表征压电材料压电性能的重要参数。一般认为，压电常数越高，压电材料实现电能与机械能间相互转换的能力越强，材料的压电性能越好（李春雷等，2009）。

本文试验采用上海联能科技有限公司生产的PZT-5A型压电陶瓷，如图1所示，压电陶瓷分为5mm×5mm×0.3mm（A型）和10mm×10mm×0.3mm（B型）两种尺寸类型，生产厂商给出的压电常数参考值为450×10^-12C·N^-1。选择两种规格尺寸的压电陶瓷片各75片，采用该公司生产的YE2370A型d₃₃测量仪进行压电常数测量，结果如表1所示。由表1可见，压电陶瓷片的压电常数具有一定离散性，且样本均值与生产厂商给出的参考值之间有一定偏差。图2为测得压电常数分布情况及按照高斯分布拟合的结果，从图中可知，对于同批次、同尺寸的压电陶瓷，其压电常数近似满足正态分布。

2 应力传感器设计

压电陶瓷片与结构主体有粘贴式和埋入式这两种结合方式（孙威，2009）。“智能骨料”即为埋人式的代表（Song et al，2007b；蒙彦宇等，2009）。本文试验所制作的应力传感器由基座、压电陶瓷片、导线、环氧树脂及盖板组成，如图3a所示。基座由水泥净浆浇筑而成，浇筑时预留尺寸约为2.0mm×1.5mm的凹槽。制作应力传感器时，首先在导线一端焊接压电陶瓷片并做防水绝缘处理，如图3b所示，在导线另一端焊接BNC接头。用502胶水把处理过的压电陶瓷粘结在基座上，如图4所示，并将导线及焊点置于凹槽内，使得压电陶瓷片与基座表面紧密结合。为满足防水绝缘性能和一定的机械强度，在导线与凹槽之间填充环氧树脂。最后在压电陶瓷表面涂抹环氧树脂胶，覆盖钢盖板，保证传感器受力面水平。

3 应力传感器的标定试验

由于压电陶瓷传感器的输出阻抗较高，输出信号非常微弱，为保证一定的测量精度，必须使其接入一个高输入阻抗的前置放大器（赵燕，2010）。测量系统联接如图5所示。由于压电传感器既可以等效为一个与电容串联的电压源，又可以等效为与电容并联的电荷源，因此对应前置放大器也有两种形式：电荷放大器与电压放大器（周继明等，2005）。本实验采用瑞士奇石乐（KISTLER）公司生产的ICAM5073A工业型电荷放大器。图6所示为简化后的等效电路图，图中C。、C_c、C_i和C_f分别为压电陶瓷的电容、电缆电容、放大器的输入电容和反馈电容。当放大器增益A足够大、但传感器工作频率很低时，放大器输出电压的幅值为式（1）表明，电荷放大器的输出电压幅值U₀不仅与输入电荷量Q有关，而且与反馈网络的元件参数C_f、R_f和传感器信号频率ω有关。若C_f、R_f与ω不变，则输出电压幅值与输入电荷量成正比。

3.1 试验装置

为满足加载需求，试验使用圆钢、钢板与六角螺母制作了简易的反力架，其中圆钢直径为36.18mm，底钢板厚度为40.03mm，上部钢板厚度为30.27mm，如图7a所示。试验选用安瑞（ANRUI）公司生产的KMB垫圈力传感器（电阻式力传感器），实际灵敏度校准值为0.59676mV·N^-1。采用LMS数据采集系统及其配套装置收集信号。图7b所示为试验加载装置，从上到下依次为压电陶瓷应力传感器、刚性垫块、KMB垫圈式力传感器和分离式油压千斤顶。应力传感器编号及加载速率设定如表2所示。

3.2 试验结果

设定采样频率为16384Hz，空采4s噪声，从第4s开始加载。每完成一次加载即可通过KMB传感器得到一组力的时程曲线，如图8a所示。将测量荷载除以应力传感器受荷面积即得到应力时程曲线，通过压电陶瓷应力传感器可以得到一组电压时程曲线，如图8b所示。将两条曲线的初始时刻点与峰值点之间的部分进行线性拟合，即得到应力传感器的灵敏度系数，如图9所示。绘制所有样本的应力一电压关系，并按所有有效样本给出拟合曲线应力一电压关系，如图10所示。

A型和B型应力传感器在动载作用下的应力与电压线性相关系数及传感器灵敏度系数的均值、标准差、变异系数如表3所示。由表3可见：电压信号与应力信号的线性相关系数均在0.95以上，线性相关度较高，可以认为压电陶瓷应力传感器的测量结果能够反映真实应力水平。B型应力传感器的灵敏度系数均值要远大于A型应力传感器，根据式（1），在C_f、R_f与ω不变时，电荷放大器输出电压幅值与输入电荷量成正比，而B型应力传感器的平面尺寸比A型应力传感器大，表面应力相同时，B型应力传感器产生更多的电荷量，因此其灵敏度系数大。但由于数据采集系统电压采集范围一般在±10V范围内，B型应力传感器的灵敏度系数大，势必造成其测量的应力范围小。表3统计结果显示，A型应力传感器灵敏度系数离散性要大于B型应力传感器，这是因为压电陶瓷片在焊接和封装过程中难免存在差异，电荷在传输过程中也会受到一定干扰，产生电荷损耗，而压电陶瓷材料的尺寸越小，同等应力水平下产生的电荷量越少，这些误差的相对影响就越明显。因此，虽然A型压电陶瓷片压电常数的离散性小于B型，但A型应力传感器灵敏度系数的离散性却大于B型。综合考虑，笔者认为A型应力传感器的性能优于B型。

4 结论

本文基于压电陶瓷材料设计制作了能够埋入混凝土内部的“智能骨料”，并对其进行动态响应试验，通过分析得到以下结论：

（1）压电陶瓷应力传感器在应变率为10^-2s^-3、5×10^-3s^-1的动荷载作用下，输出的电压信号与作用在传感器上的荷载呈现明显的线性关系，线性相关系数在0.95以上。结果表明：应变率不小于5×10^-3s^-1时，A、B型应力传感器均可以反映实际的应力水平及其变化趋势。

（2）在相同的加载速率下，B型应力传感器的灵敏度要远高于A型应力传感器，但其量程要远小于A型应力传感器。可通过减小面积等方法来突破量程方面的限制，以提高应力传感器的使用范围。

双腔体四振子压电泵性能研究 第3篇

本文设计了一种新结构形式的双腔体四振子压电泵, 阐述了其工作原理, 加工了实验样机, 并对样机的输出流量和输出压力进行了试验测试。

1 双腔体四振子压电泵的结构设计与工作原理

本文所设计的双腔体四振子压电泵结构如图1所示。主要由上下压板、密封圈、单向阀、压电振子和泵体组成。左面上下两个振子共用一个腔体A, 右面上下两个振子共用一个腔体B。同时为了便于分析, 给四个压电振子进行编号, 设左下面振子为a (标号11) , 左上面振子为b (标号4) , 右下面振子为c (标号16) , 右上面振子为d (标号6) 。

1、9-压板;2、5、12、14-密封圈;3、7、10、15-单向阀;4、6、11、16-压电振子;8-进口;13-泵体;17-出口

作为多振子工作的压电泵, 振子在交流电信号的驱动下, 振子间的工作方式有两种状态, 一种是“同步驱动”, 一种是“异步驱动”。“同步驱动”是指压电振子在同一时刻振动使泵腔容积变化量同时增大或减小, 只需压电振子连接信号源时极性相同;“异步驱动”是指压电振子在同一时刻振动各自引起泵腔容积变化量恰恰相反, 须使压电振子上施加的信号源极性相反 (两个振子的电信号相位差为180o) 。双腔四振子的工作方式如表1所示。因为所设计的双腔体四振子压电泵在结构上具有对称性, 所以工作状态2、3相似, 4、8相似, 6、7相似, 因此实际上只有1、2、4、5、6五种不同的工作状态。对振子的工作方式进行理论分析可知, 相对称振子同步工作而同侧振子异步工作时泵的输出性能较好, 所以泵在工作状态5工作时输出性能好于其他工作状态。现对工作状态5的工作原理进行详细分析介绍。

当压电振子a、b同时向两侧压板方向运动使腔体A体积由最小逐渐增大时, 腔体A内压强减小, 使单向阀3、10打开, 在内外压差的作用下, 水沿进口8流进泵腔, 实现腔体A的吸水过程;与此同时, 压电振子c、d同时沿背离两侧压板方向运动使腔体B体积由最大逐渐减小, 腔体B内压强增大, 使得单向阀7、15关闭, 腔体B内的水沿出口17流出泵腔, 实现腔体B的排水过程。同时由于流体具有连续性, 所以单向阀7、15的关闭阻止了腔体A吸水过程中左右两腔之间流道内的液体回流回腔体A。

当压电振子a、b同时向背离两侧压板方向运动使腔体, A体积由最大逐渐减小时, 腔体A内压强增大, 使得单向阀3、10关闭, 腔体A内的水被压进左右两腔之间的流道中, 实现腔体A的排水过程;与此同时, 压电振子c、d同时向两侧压板方向运动使腔体B体积由最小逐渐增大, 腔体B内压强减小使单向阀7、15打开, 左右两腔之间流道中的水被吸进腔体B, 实现了腔体B的吸水过程。由于腔体B出口无阀, 在腔内产生负压时液体也会沿出口倒流回泵腔, 但因为振子c、d在沿背离两侧压板方向运动时, 水沿出口快速流出, 在水流惯性的作用下, 使到流进腔体B的液体小于沿流道流进腔体B的液体, 宏观上, 液体是沿进口流入, 沿出口流出连续进行。

2 样机实验测试

图2是双腔四振子压电泵在五种不同工作状态下工作时的流量—频率曲线图, 由实验测试数据知:压电泵在1状态下工作时最佳工作频率140Hz, 最大流量175mL/min;在2状态下工作时最佳工作频率190Hz, 最大流量395mL/min;在4状态下工作时最佳工作频率200Hz, 最大流量1020mL/min;在5状态下工作时最佳工作频率200Hz, 最大流量1500mL/min, 在6状态下工作时最佳工作频率250Hz, 最大流量900mL/min。

3 结语

双腔四振子压电泵四个振子的工作方式可以总共有五种, 而相对称振子同步工作而同侧振子异步工作时泵的输出性能最好, 在正弦交流电压110V的情况下, 最大输出流量可达1500mL/min。通过结构设计及试验的研究, 为双腔四振子压电泵的实际应用打下良好的基础。

摘要：本文采用理论分析与实验测试相结合的方式, 分析了双腔体四振子压电泵的工作原理, 设计了双腔体四振子压电泵结构并加工了实验样机, 并对实验样机在不同工作方式下进行了试验测试, 最大输出流量可达1500mL/min。

关键词：压电泵,四振子,双腔体

参考文献

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压电性能 第4篇

关键词：压电陶瓷,压电摩擦阻尼器,半主动控制,驱动性能,滞回性能

传统结构抗震体系主要是从结构自身出发, 通过加大构件截面尺寸, 提高构件材料强度来增加结构的刚度, 或者依靠某些附加构件的破坏来消耗和储存能量, 从而达到提高抵御地震作用的能力, 这种做法既增加了经济投入, 抗震效果也不是很理想。结构振动控制技术的兴起和发展[1,2,3]为解决这一问题提供了一种有效的途径, 成为了增强结构抗震性能的重要手段之一, 其中半主动控制是根据结构的振动反应或动荷载的信息, 实时改变结构参数以减小结构的振动反应, 克服了主动控制能量供给大和被动控制环境适应能力差等缺点, 并保留了被动控制系统简单、质量轻等优点, 具有广阔的发展应用前景。压电陶瓷[4,5]是一种能够将机械能和电能相互转换且具有压电效应的功能材料, 其在外力的作用下压电堆将会产生形变, 引起介质表面带电, 称为压电陶瓷的正压电效应。反之, 对压电陶瓷施加激励电场, 结构将产生机械变形, 称为压电陶瓷的逆压电效应。但压电陶瓷形变太过微小, 极易受到干扰, 在实际工程中很难发挥应有的出力性能。

本课题组利用压电陶瓷材料的压电效应, 设计制作了一种新型压电摩擦阻尼器;给出了阻尼器的阻尼力模型和预紧螺栓的刚度, 通过控制起滑力反推出了摩擦系数;并测试了压电陶瓷驱动器的出力性能以及该新型压电摩擦阻尼器的滞回性能。

1 新型压电摩擦阻尼器构造设计及工作原理

1.1 新型压电摩擦阻尼器的构造设计

新型压电摩擦阻尼器的构造模型图如图1所示。由图1可见, 整个结构除压电陶瓷外, 其余部分全部由铝合金材料制成, 阻尼器总共设有3个压电陶瓷槽, 压电陶瓷周围设有圆形套筒, 可以有效防止其侧向受力, 使之只能沿着长度方向伸长或缩短, 每个压电陶瓷上下各设有一垫片, 垫片上有一顶座, 作为套筒的上盖直接与阻尼器的顶板接触, 垫片下有一底座, 作为套筒的底盖与阻尼器小箱的底板接触。挡板用固定螺钉固定于阻尼器外盒的侧面上, 用来限制套筒的位置, 平衡拉杆穿过挡板并在其上左右滑动, 起到导向和稳定套筒的作用, 连接拉杆用来把阻尼器连接到结构上, 推拉杆的运动使阻尼器产生摩擦力。通过预紧螺栓来提供阻尼器的预压力, 阻尼力由阻尼器的顶板与套筒的顶座以及小箱的底板与套筒的底座之间的摩擦力提供。

1.2 新型压电摩擦阻尼器的工作原理

将阻尼器替换或附加到结构中的某一杆件, 对压电陶瓷施加电压, 由于压电陶瓷的逆压电效应, 使压电陶瓷伸长变形, 预紧螺栓通过限制压电陶瓷致动器的形变从而增加了套筒顶底座与阻尼器顶底板之间的正压力, 当地震作用时, 推拉杆往复运动, 带动套筒顶、底座运动与阻尼器顶、底盖产生摩擦力, 通过调节电压, 从而调整正压力, 实现摩擦力的主动实时调节。反之, 当推拉杆拉力变化时, 由于压电陶瓷的正压电效应, 将反馈给压电陶瓷驱动器电信号, 从而可以根据需要实时地改变电压以调节阻尼器的正压力。总之, 本课题组设计的新型压电摩擦阻尼器充分利用了压电陶瓷材料的压电效应并巧妙地与被动控制体系结合在一起, 构造简单, 所需外加能量小, 而整体出力大, 能够有效地抵御地震作用。

2 阻尼器预紧螺栓的刚度和阻尼力模型

2.1 螺栓刚度推导

设Fp是压电陶瓷致动器在电场E作用下所受的约束力, Fl为预紧螺栓限制致动器电场作用变形而产生的紧固力, 则:

式中:ΔlE=d33ELp, 表示致动器在零或固定应力下, 电场强度为E时的伸长量;Δl是致动器形变受到螺栓限制时, 在电场强度为E时的伸长量, 也是螺栓因致动器变形而产生的伸长量;d33为压电陶瓷的轴向压电应变常数;Ep为压电陶瓷的弹性模量;Ap为压电陶瓷致动器的横截面积;Lp为压电陶瓷致动器的轴向高度;El为预紧螺栓的弹性模量;Al为预紧螺栓的横截面积;Ll为预紧螺栓的有效长度。

由Fp=Fl, 得:

则预紧螺栓因致动器形变而产生的紧固力Fl为:

将式 (4) 简化为:

式中:K为新型压电摩擦阻尼器的形状系数, 在材料弹性模量一定的情况下, K只与致动器和螺栓的形状有关。

令预紧螺栓的刚度, 代入式 (6) 得:

2.2 阻尼力模型

设作用在新型压电摩擦阻尼器上的正压力为N (t) , 摩擦系数为μ, 假设顶座、底座的摩擦力相等, 则新型压电摩擦阻尼器的阻尼力模型为:

式中:6) x (t) 为压电陶瓷致动器与阻尼器小箱之间的相对速度。N (t) 为预压力N0与螺栓限制致动器变形所产生的可调紧固力共同提供, 根据文献[6]规定, 有:

式中:N0为压电摩擦阻尼器的预压力;K为新型压电摩擦阻尼器的形状系数, 利用式 (6) 计算;E (t) 为压电陶瓷驱动器主动调节的电场强度, 主要与输入电压有关, 输入电压还与阻尼器的相对位移x (t) 和相对速度6) x (t) 有关。压电陶瓷致动器的电场强度E (t) 可以表示为:

式中:upe为压电陶瓷致动器的输入电压;α为压电陶瓷驱动器输入电压与电场强度的转换系数;n和m是指数, 表示输入电压与位移或速度的函数关系。

3 力学性能实验

3.1 压电陶瓷致动器及实验装置

本实验所使用的压电陶瓷致动器由昆山攀特电陶科技有限公司提供, 具有体积小、位移分辨率极高、响应速度快、输出力大、换能效率高、发热低、可使用相对简单的电压控制方式等特点。压电陶瓷致动器的性能指标见表1, 电压-位移特性曲线如图2所示, 可以看出, 压电陶瓷致动器的位移随电压的增大, 其增量逐渐减小, 且具有一定的滞回性能, 这说明压电陶瓷致动器本身具有一定的残余变形。当电压为160V时, 最大位移约为22μm。

实验仪器主要有直流稳压电源、力传感器、开关、钢板架, 实验装置如图3所示。实验中通过钢板上的螺栓来提供阻尼器的预压力, 通过开关来控制压电陶瓷致动器参与工作的数量。

3.2 驱动性能实验

首先对阻尼器的摩擦系数进行推导, 在不施加电压的情况下, 测量预压力分别为50N、100N、150N、200N、250N、300N时阻尼器开始滑动时的临界拉力, 得到临界拉力与预压力的关系如图4所示, 可以看出, 2个面的总摩擦系数μ≈0.6, 故一个摩擦面的摩擦系数约等于0.3。

通过调节钢板上的螺栓对阻尼器施加不同的预压力, 调节稳压电源逐级施加电压依次为0V、30V、60V、90V、120V, 进行1块压电陶瓷致动器的驱动性能标定实验。图5为阻尼器的正压力随电压的变化情况。由图5可以看出, 输入电压与阻尼器正压力近似呈线性关系;随着预压力的增大, 压电陶瓷致动器从总体上来说出力也逐渐增加, 这是因为预压力越大, 压电陶瓷致动器、阻尼器、力传感器、螺栓之间的间隙越小, 在压电陶瓷致动器产生微变形的情况下, 致动器所受的约束力也就越大;同时还可以看出, 压电陶瓷致动器对阻尼器的主动出力最大约为30N, 阻尼器做工以及铝合金材料的刚度对压电陶瓷致动器的出力影响较大, 这说明铝合金材料的刚度较小, 对压电陶瓷致动器的变形约束能力较弱。

3.3 滞回性能实验

采用1块压电陶瓷致动器, 对其不施加电压, 仅通过预紧钢板上的螺栓来改变阻尼器的正压力, 该阻尼器量程为2cm。图6给出了预压力分别为100N、200N下的阻尼力与位移的关系曲线, 可以看出阻尼器的滞回曲线平滑, 且随着预压力的增大, 阻尼器耗能也越大。预压力不变, 对压电陶瓷致动器施加随时间不变的电压, 图7给出了常电压下 (图中从内到外电压依次为0V、30V、60V、90V、120V) 阻尼器的摩擦力与位移的关系曲线。从图7中可以看出, 电压从0V增大到120V, 可调阻尼力增加了约20N, 转化为压电陶瓷致动器的出力约为30N, 这也与压电陶瓷致动器的驱动性能实验相吻合。

4 结论

(1) 利用压电陶瓷材料的压电效应, 设计了一种新型的压电摩擦阻尼器, 该阻尼器构造简单, 具有较好的半主动控制效果。

(2) 建立了该新型压电摩擦阻尼器的阻尼力模型, 给出了预紧螺栓的刚度推导式, 并推出了该阻尼器的摩擦系数。

(3) 压电陶瓷致动器在输入电压时, 具有一定的出力性能, 可以应用于智能摩擦阻尼器的驱动装置。

(4) 该新型压电摩擦阻尼器整体出力性能好, 耗能高, 能够较好地抵抗地震作用。

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压电性能 第5篇

水泥基压电智能复合材料是近年来才刚刚发展起来的一种新型的功能复合材料。在各类建筑向智能化发展的背景下,人们愈加重视水泥基复合材料向智能化方向发展,以使智能建筑更加简洁,可靠和高效。以目前的科技水平,制备完善的水泥基智能复合材料还相当困难和难以实现,但在开发水泥基机敏复合材料方面己进行了一些研究[1]。

目前,国内外仅见香港科技大学报道过这方面的研究工作,Li Zongjin等以白水泥为基体,采用常规的成型技术于2002年首次制备了0-3型水泥基压电复合材料[2~5],通过调节复合材料组分的比例,可以使0-3型水泥基压电复合材料与混凝土之间具有良好的相容性。当压电陶瓷体积分数在40-50%之间时,即可将复合材料的声阻抗特性调节到与混凝土母体结构材料相匹配的状态(达到9.0×106 kg/m2·s左右);在PZT含量相同的情况下,其极化电压远远小于聚合物基0-3压电复合材料的,而压电性能和机电祸合系数却高于后者。Li Zongjin等人还制备了2-2型连通方式的水泥基压电机敏复合材料,在0.1~50Hz低频率范围内,研究了该复合材料的机电性能和机械性能,目的是将该材料用作混凝土结构中的自感知驱动器。与传统的压电材料相比,水泥基压电复合材料不但制备工艺简单,成本低,而且它可有效解决机敏材料与混凝土母体结构材料之间的相容性问题,大大提高压电机敏材料的传感精度及驱动力。因此,该类复合材料的研究与开发对于推进各类土木工程结构向智能化方向发展具有广泛的工程应用意义。

1 0-3型水泥基压电复合材料的制备和性能

0-3型压电复合材料是指具有压电活性的粉末分散于三维连续的基体中形成的复合材料。迄今为止,人们研制该材料主要是以聚合物为基体[6,7],而以水泥作为基体的研究很少见报道。由于压电陶瓷的密度(≈7500kg/m3)与水泥基体的密度(≈2000kg/m3)相差悬殊,这一特性为水泥基压电机敏复合材料的制备成型带来了困难。如果成型方法不当,必然导致压电陶瓷颗粒在水泥基体中发生沉降而偏析。目前制备水泥基压电复合材料所采用的成型方法是振动成型,采用此法时,往往要加一些有机粘合剂来增加流体的粘性,以增加压电陶瓷微粒在新鲜水泥基体内活动的阻力,限制和减小其发生不均匀沉降的幅度[3],而有机粘合剂的加入必然会给极化带来困难。另外,这种方法制备的试样往往含有大量气孔,会导致极化困难,影响复合材料性能的提高。

为消除结构缺陷对复合材料性能的影响,本研究采用压制成型方法,来提高水泥基压电复合材料的致密度;以快硬早强的硫铝酸盐水泥为基体制备水泥基压电复合材料。

原料:硫铝酸盐水泥,其性能如表1所示,压电陶瓷铌锂锆钛酸铅,简称PLN,其性能如表2所示。图1为PLN压电陶瓷的断口SEM照片,图2为0-3型水泥基压电复合材料试样,图3为PLN粉末的XRD图谱。XRD分析结果表明,PLN粉末已结晶成钙钛矿相,其衍射峰强度大且基线很低,说明结晶比较完全。由SEM照片可以看出,晶粒大小比较均匀,晶粒的形状完整、清晰,晶粒尺寸基本在1~2µm,结构致密。

注:d33—压电应变常数;ε—相对介电常数;tgδ—介电损耗;Kp—机电耦合常数;Qm—机械品质因数;SE11—弹性柔顺系数;ρ—密度;Tc—居里温度

试样制备流程图如图4所示。因与水泥的密度相差较大,为使PLN和水泥充分混合,首先将PLN和水泥球磨混合,研磨介质为无水乙醇,千燥后过筛备用。按一定的水灰比加入一定量的水,采用压制成型法压制成φ15mm×lmm的圆片,成型压力为80MPa,在标准养护箱内(20℃,100%RH)养护3d后,用丙酮擦洗试样表面,然后在圆片两面薄薄地均匀地涂上低温导电银浆,在干燥箱内烘干2h,干燥温度为80℃,于硅油中进行极化。极化后的水泥基压电复合材料在室温放置24h后进行测试。每种压电复合材料中,PLN质量分数分别为60%,70%,80%,85%。

0-3型水泥基压电复合材料的压电活性主要取决于功能体PLN的含量,图5分别给出了压电应变常数d33和压电电压常数g33与PLN质量分数的关系。由图中可以看出,随着PLN的增加,d33值呈线性增加;当PLN质量分数超过70%时,d33值迅速增大;当PLN质量分数为80%时,值可达25.71PC·N-1。当PLN质量分数小于70%时,随着PLN的增加g33值迅速增大,之后增加比较缓慢。主要是由于g33=d33/(εε0),随着PLN的增加,介电常数比压电应变常数增加更快。

图6给出了水泥基压电复合材料的介电常数εr和介电损耗tgδ与PLN质量分数的关系。由图中可以看出:随着PLN的增加,介电常数εr呈非线性增大;当PLN质量分数小于70%时,介电损耗tgδ变化较小,此后急剧增大。

2 1-3型水泥基压电复合材料的制备和性能

1-3型水泥基压电复合材料是由一维的压电陶瓷柱平行地排列于三维连通的水泥基体中而构成的两相压电复合材料。这种复合材料集中了各相材料的优点,互补了单相的缺点,具有低声阻抗、低介电常数、高机电祸合系数、低机械品质因数以及柔韧性和压电陶瓷相的可控性等优点[8]。在1-3型水泥基压电复合材料中,由于水泥的柔韧性要好于压电陶瓷相,因此当其受到外力作用时,作用于水泥基体上的应力将有效传递给压电陶瓷相,造成压电陶瓷相的应力放大;同时,水泥基体的介电常数极低,使整个压电复合材料的介电常数大幅度下降。这两个因素综合作用的结果使压电复合材料的压电电压常数g得到较大幅度的提高。更重要的是1-3型水泥基压电复合材料在土木工程领域中不但与混凝土母体具有良好的相容性,而且与混凝土结构材料的界面粘结效果也优于其它智能材料,因此,作为传感材料,1-3型水泥基压电复合材料的综合性能要优于纯压电陶瓷相,是一种在土木工程领域中很有潜力和发展前途的传感材料。

注:d33—压电应变常数;ε—相对介电常数;tgδ—介电损耗;Kp—机电耦合常数;Qm—机械品质因数;SE11—弹性柔顺系数;ρ—密度;Tc—居里温度

原料:硫铝酸盐水泥,其性能如表1所示;压电陶瓷铌镁锆钛酸铅,简称PMN,其性能如表3所示。图7为PMN压电陶瓷的断口SEM照片。由SEM照片可看出,晶粒大小较均匀,晶粒发育完整、清晰,晶粒尺寸基本在1~5µm,结构致密。图8为PMN粉末的XRD图谱,XRD分析结果说明,PMN粉末已经结晶成钙钛矿相,其衍射峰强度很大且基线很低,说明结晶比较完全。

本研究采用切割---填充法制备1-3型水泥基压电复合材料。首先分别在极化好的PMN压电陶瓷块上,切割长×宽×高为1×1×5mm的一系列陶瓷柱。压电陶瓷柱占复合材料的体积分数分别为:21.31%,2.726%,3.495%,4.72%。用丙酮彻底清洗干净后,用钦酸四丁酷将其浸泡,使其表面具有一定的粗糙度,便于提高水泥基体与压电陶瓷相的界面结合强度。然后将其固定在模具内,放在振动台上。按水灰比为0.28~0.30将水泥充分搅拌后,在不断振动的情况下,将水泥浇注到模具内,为使水泥基体致密度提高,一方面可往水泥基体中加入适量的消泡剂,另一方面也可在浇注水泥后,进行抽真空处理,然后再放在振动台上振动,以消除基体中的气泡和裂纹。将制备好的试样在标准养护箱内(20℃,100%RH)养护28d后,将养护好的水泥基体的上下两个平行表面分别进行打磨,待两面完全露出压电陶瓷柱后,再抛光,用丙酮擦洗试样表面,然后在两面薄薄地均匀地涂上低温导电银浆或真空镀金,在真空干燥箱内烘干lh~2h,千燥温度为80~100℃,即可得到1-3型水泥基压电复合材料。

图9给出了1-3水泥基压电复合材料的压电应变常数d33和压电电压常数g33与PMN体积分数的关系。由图中可以看出随着PMN体积分数的增加,d33值呈近似线性增大,当PMN的体积分数为21.31%,复合材料的d33可达到213.5 PC·N-1;但是g33随着PMN体积分数的增加确呈下降趋势,与单相PMN的g33相比,复合材料的g33明显要大得多。当PMN体积分数为21.31%时,复合材料的值就高达86.8m Vm·N-1。正是由于复合材料的g33较大,使得其传感性能大大提高。

图10给出了复合材料介电常数随PMN体积分数的变化曲线。由图可知,随着PMN体积分数的增加,复合材料的介电常数基本呈线性增加

3 结束语

综上所述,本文采用压制成型法和切割---填充法分别制备了0-3型和1-3型水泥基压电复合材料,并通过实验测试了其相关性能发现:

1)对于0-3型水泥基压电复合材料,随着PLN含量的增加,水泥基压电复合材料的压电应变常数d33和压电电压常数g33呈非线性增大,只有当PLN含量超过70%时,水泥基压电复合材料才显示出较好的压电性能,当PLN含量达80%时,d33和g33值分别为25.71PC·N-1,和28.02×10-3Vm·N-1;随着PLN含量的增加,复合材料介电常数εr和介电损耗tgδ占均呈非线性增大;

2)对于1-3型水泥基压电复合材料,随着PMN体积分数的增加,复合材料的d33值呈近似线性增大,而g33则减小。与单相PMN的g33相比,复合材料的g33明显要大得多,这可大大提高复合材料的传感性能;随着PMN体积分数的增加,1-3型水泥基复合材料的介电常数εr基本呈线性增加。

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压电性能 第6篇

1 输电线路距离保护性能的具体情况

在复杂的电网中高压输电线路的保护方案中, 距离保护使用最为广泛。它使用广泛的原因是因为系统运作方式和网络结构对距离保护基本没什么影响。任何事情都不会是十全十美的, 都会有缺点, 因此距离保护也存在属于它自己的缺点和问题, 这些问题在超高压线路应用时会更为明显。例如:保护动作会因为系统震动而导致错误的发生;当正方向短路在保护安装处发生时, 电压会向零趋近, 这个时候会发生保护拒动的现象;方向阻抗继电器用于选相在正方向接地短路时可能会误选相;小弧光电阻有可能会发生误动, 因为阻抗继电器的反方向接地短路, 也会发生拒动的现象, 因为高电阻正方向接地短路;阻抗继电器在线路非全相运行的状态下也会发生误动。

根据目前的实际情况, 上面提到的这些在静态保护和机电式保护发生的错误已经基本得到了解决, 但是对于传统的电力系统的距离保护, 它本身就存在局限, 所以现在仍然存在一些不能解决的情况, 还需要更深入的研究去完善那些问题, 在某些情况下可能会变得很突出和致命, 从而使得距离保护的性能受到很严重的影响, 进而使得输电线路的安全运行受到严重的威胁。由于大量的辅助继电器和复杂的阻抗继电器在距离保护中采用, 还有很多闭锁装置, 由此它的接线方面变得较为复杂, 可靠性就下降了。下面将会对距离保护性能的一些主要影响因素进行分析。

2 影响输电线路距离保护性能的主要原因

2.1 短路点过渡电阻对距离保护产生的影响

电力系统的短路的原因主要是因为短路点存在过渡电阻, 而并非金属性。因此距离保护的测量电租将会受到过渡电阻的影响而改变, 这时会产生很多不同的影响, 例如保护的动作超出了应该在的范围大小、保护范围变小、反方向产生错误的动作等。短路点的过渡电阻包括很多方面, 比如电弧和导线与地之间的接触电阻以及中间物质的电阻以及木杆塔的电阻等。经过国内外的长时间的研究, 我们可以总结出当故障电流比较大的时候, 电弧会呈现出有效电阻, 在相间短路时, 过渡电阻主要就是由电弧电阻组成的。因为过渡电阻的存在, 短路电流和电压的相位关系和数值都发生了变化, 这将影响距离保护, 距离保护的测量阻抗因为这些变化而发生改变, 最终距离保护的性能也就大大的改变了。

2.2 电力系统频率变化和振荡对距离保护产生的影响

电力系统的频率变化随时随地都在变化。微机距离保护受到频率偏移的影响主要体现在两个方面, 即电抗值和采样周期。只有采样后数字信号的正弦序列得到保证, 才能够不扰乱输入的信号信息。

当异步运行和同步振荡在电力系统同时发生时, 电流将会发生变化, 电压和功率也会随之发生周期性的变化。阻抗继电器可以用电压和电流之比所表示, 当比值发生变化时测量阻抗也会发生变化。如果这种变化的大小进去了阻抗继电器的动作范围大小, 那么距离保护的错误动作就会产生。一般情况下, 测量阻抗在电力系统发生振荡时会受到保护安装地点和振荡角度的影响。测量阻抗在一百八十度时最小, 相当于保护安装处和振荡中心之间的阻抗值。如果振荡中心与安装地点之间的距离最近, 那么受到的影响也就最大, 如果振荡中心在保护的反方向时, 距离保护就不会有误动作现象的发生。通过加上振荡闭锁回路在传统的距离保护装置上, 就能够防止系统振荡所产生的误动作。振荡闭锁回路大体上有两种不同的原理, 第一种是因为电压、电流和测量阻抗的变化速度不一样, 第二种是通过负序分量是不是出现来实现的。现如今我们面临的一个重要的问题就是怎样才可以迅速让可靠闭锁保护迅速启动, 怎样在振荡发生故障的时候提供给保护作用, 这些问题都是我们要继续研究的方向, 也是我们要改进的方向。

3 结语

电力系统具有非线性以及复杂性的特征, 同时也具有很多独特的性质。电力系统的保护装置的要求随着电力系统的不断科学合理有效的发展和完善要求越来越高, 使电力系统的运行方式和网架结构变得越来越复杂, 这就需要有更高的可靠性和更快的速度以及更优异的选择性, 这就需要我们在今后不断的分析研究和探索。

新型的电力系统保护装置和理论如雨后春笋般涌现, 传统的保护装置和理论也有了很大的改变, 它们的工作性能和效率都有了很大的提高, 稳定性和安全性也有了很大的提高。

参考文献

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[3]张举.微型机继电保护原理[M].中国电力出版社, 2004.

压电性能 第7篇

压电性为一种机电能量的现象, 这一现象包含有两种效应, 他们分别为正压电效应以及逆压电效应。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。分析计算模块包括结构分析、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析, 可模拟多种物理介质的相互作用, 具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示 (可看到结构内部) 等图形方式显示出来, 也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型, 用来模拟工程中的各种结构和材料。

1材料及几何属性定义

在使用ANSYS对压电材料进行分析的过程之前, 需要定义单元的类型的材料2以及几何属性进行定义。在分析中, 压电体所选的单元为SOLID5单元, 其在机械自由和电学短路时的应力和电位移分别为:

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因此, 在有限元分析中所需输入的材料特性包括刚度系数矩阵[c], 压电应变系数矩阵[d], 介质的介电常数矩阵[ε]和密度ρ。在分析中, 所选用的压电材料为PZT-5H, 它所标定的材料的属性如下:

压电体刚度系数矩阵:

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压电体介电常数矩阵:

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压电应力系数矩阵:

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密度:ρ=7730kg/m3

那么压电体的柔顺系数矩阵为:

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由于, 则[e]=[c][d]或者[d]=[c]-1[e], 因此压电应变系数矩阵为:

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该模型的基体材料使用45号钢, 在ANSYS中所选用的单元为solid45, 相关参数如下:杨氏模量:E=10×109N/m2;密度:ρ=7800kg/m3;泊松比:λ=0.30。

对于[e]矩阵和[c]矩阵而言, 由于大多数已公布的压电材料的数据都是按照x、y、z、yz、xz、xy的顺序 (基于IEEE标准) 来表示的, 而ANSYS的输入数据是按照x、y、z、xy、yz、xz的顺序来表示。因此, 在输入PZT的材料属性时, 需要对和[e]矩阵和[c]矩阵的数据进行调整, 即改变剪切项行的数据以转换为ANSYS所要求的数据格式。修改的方法为:

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2在ANSYS中输入材料参数

ANSYS定义压电材料性质的三个系数矩阵[ε], [d], [c]以及密度ρ输入的结果分别如图1-4所示:

基体材料所选用的单元为solid45, 其相关属性参数在ANSYS里的输入如图5所示。

3结论

在使用ANSYS对压电材料进行分析的过程之前, 需要定义单元的类型的材料以及几何属性进行定义。对于所选的单元SOLID5能够比较好的适应本课题的压电材料, 其在机械自由和电学短路时的应力和电位移分析中表现出良好特性, 通过在有限元分析中输入的材料特性的各个系数矩阵实现压电应变系数的确认。同时为了输入PZT材料属性, 提出了变剪切项行的数据以转换为ANSYS所要求的数据格式的修改方法, 最终实现了在ANSYS系统中对压电材料属性的输入为后续的进一步实验模拟提供了条件。

摘要：在使用ANSYS对压电材料进行分析的过程之前, 需要定义单元的类型的材料以及几何属性进行定义。对于所选的单元SOLID5能够比较好的适应本课题的压电材料, 其在机械自由和电学短路时的应力和电位移分析中表现出良好特性, 通过在有限元分析中输入的材料特性的各个系数矩阵实现压电应变系数的确认。同时为了输入PZT材料属性, 提出了变剪切项行的数据以转换为ANSYS所要求的数据格式的修改方法。最终实现了在ANSYS系统中对压电材料属性的输入为后续的进一步实验模拟提供了条件。

关键词：数学模型,压电材料性能,ANSYS

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压电性能 第8篇

1 实验材料与镀镍化学工艺

1. 1 材料准备

基底准备材料为双酚A环氧树脂以及PZT - 5 型陶瓷和锆钛酸铅压电陶瓷共同制备的1 - 3 型环氧树脂压电符合材料。

1. 2 化学镀镍工艺

化学镀镍工艺是一项复杂的工艺制作, 其主要的步骤分为以下的6 步。第一, 对准备的上述压电符合材料进行打磨。第二, 将压电复合材料浸入粗化液中, 在10℃ 以上40℃ 以下的温度范围内处理大约半个小时, 之后将压电复合材料取出并用沸水进行冲洗, 目的是将粗化液以及油脂等杂物去除干净。第三, 将压电复合材料放入敏化液中, 室温处理10 分钟左右, 取出用去离子水清洗。第四, 压电复合材料放入活化液中, 在25℃ 至35℃ 之间处理5 分钟左右, 取出用去离子水清洗。第五, 压电复合材料再放入镀镍液中, 在25 -50℃ 下进行镀镍的过程, 此时需要不停的搅拌, 使得镀镍得以完整均匀。第六, 压电复合材料的两侧是不需要覆盖电极的, 仅此需要将多余的镍除去。

整体的步骤看起来似乎还是比较简单易行的, 几种液体的分别浸泡与清洗, 将原本不符合镀镍条件的压电复合材料变成具有活化效应且干净无污染的材料。

1. 3 实验性能测试

实验中会将活化工艺的质量浓度、温度以及活化时间等等进行测量, 作为判断镀镍效果的鉴定手段, 因为镀镍液的温度、酸碱性以及时间都会影响压电复合材料镀镍后的性能以及产品质量, 因此通过实验就可以知道何种压电复合材料需要在何种条件下才会变得更为完整且高效。

2 压电复合材料镀镍工艺对镀层性能的影响

2. 1 镀液温度对镀层性能的影响

温度的升高有利于加快分子的热运动, 因此可以有效的提高化学的反应速率, 但是过高的温度也会使得材料以及其他反应物出现变化, 导致反应的变质, 在实验过程中可以观测到, 随着温度的升高, 镍的沉积速率会大大的加快, 但是当温度大于50℃ 的时候, 镀层变得非常不光滑, 且镀液也会出现不同程度的问题, 而当温度小于35℃ 的时候, 会出现压电复合材料上竟还有未镀上镍的部位, 且光泽度也很低, 非常不平滑。因此通过上述的实验, 我们可以知道压电复合材料最佳的温度是在35 - 50℃ 之间。

2. 2 镀液酸碱性对镀层性能的影响

镀镍液的反应环境是弱碱性的, 因此实验便直接从p H为8 开始, 通过实验现象可以看出, 当p H增加时, 镍的沉积速率先增大后减小的趋势, 最高点大致出现在p H为9. 0 的位置, 且当p H大于9. 5 的时候, 镀镍的速度大幅度的减小, 可以看出过碱的环境会破坏镀镍液的存在, 因为在理论上当镀镍液的环境为强碱性时, 会出现亚磷酸氢盐沉淀, 且由于碱性过强, 甚至会出现镀层起皮、起泡以及不平整的现象。因此通过阶梯实验, 我们可以得出压电复合材料最佳的反应p H值为8. 5 - 9. 2 。

通过本文的简要叙述, 相信读者已经可以大致的感受到了压电复合材料镀镍工艺的过程以及镀层性能受各方面的条件的影响因素有哪些。事实上这个过程就是一个化学反应的过程, 是需要相对稳定的环境才可以很好的进行下去, 而稳定的环境对于不同的反应有不同的要求, 通过实验究可以很好的将这一条件很好的找出, 通过对镀层性能的测定, 就可以找出最优的方式。对镀镍的研究还有一些问题以及推广的范围需要解决, 但我相信在不久的将来压电复合材料的镀镍工艺会更为成熟, 在化工领域的作用也会越来越多, 为人们的生活、工作、健康等等方面都作出应有的贡献。

摘要：压电复合材料的定义是说由一种或多种压电材料与另一种或多种非压电材料按照一定的方式进行连接组合从而形成的具有特殊压电效应的新型复合材料。而随着近几年来, 化工领域在镀镍行业的飞速发展, 化学镀镍已经从原本单一的针对铁质基体以及其他金属基体表面, 逐渐延伸到了非金属的材料。而这两项技术的融合则又是一大领域的进步, 即压电复合材料的镀镍工艺, 这种材料具有许多的优势, 更适合在雷达等技术上进行应用, 下文便主要从压电复合材料镀镍工艺的阐述以及对镀层的性能的研究效果, 希望可以对读者有一定的帮助。

关键词：压电复合材料,表面化学工艺,镀镍工艺,镀层性能

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