1 北京理工大学 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京100081北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室, 北京100101
2 北京理工大学 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京100081北京理工大学 长三角研究院, 浙江 嘉兴314001
3 北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室, 北京100101
针对高机电耦合系数和曲面换能器的应用需求，该文提出一种由压电陶瓷、环氧树脂和硅橡胶三相复合的改进1-3型压电复合材料，基于Newnhams串、并联分析对复合材料的理论模型进行了推导，并利用Matlab进行了数值计算，分析了改性1-3型复合材料的结构参数对厚度机电耦合系数、等效密度和厚度频率常数的影响。结果表明，陶瓷-环氧复合相的体积分数为0.2~0.5，陶瓷-环氧复合相中的压电陶瓷体积分数为0.6~0.7时，改性1-3型压电复合材料的性能参数较好; 利用ANSYS软件对复合材料进行了有限元仿真，将仿真结果与理论计算进行了对比，二者具有较好的一致性，验证了理论模型评估材料性能的准确性。
改性1-3型压电复合材料 理论模型 有限元仿真 结构参数 性能参数 improved 1-3 piezoelectric composite theoretical model finite element simulation structural parameters performance parameter
北京信息科技大学 传感器重点实验室,北京 100192
有机-无机压电材料是一种分子铁电体, 具有柔性、结构灵活、易成膜、全液相合成及环保节能等优点, 可满足新一代薄膜器件及可穿戴设备的需求。该文以三甲基卤代甲基铵(TMXM, X=F, Cl, Br)为有机部分, MnCl2为无机部分, 通过溶液蒸发法制备了具有钙钛矿分子结构的有机-无机压电材料三甲基氯三氯化锰(TMCM-MnCl3), 并对其分子结构组成、压电、热学、声学及铁电性进行表征。结果表明, TMCM-MnCl3的压电常数为106 pC/N, 居里温度为130 ℃, 声阻抗值约为16.5 MRayl, 低于压电陶瓷PZT-4(大于33 MRayl), 具有广阔的应用前景。
压电材料 铁电体 钙钛矿 声阻抗 piezoelectric materials ferroelectrics perovskite acoustic impedance
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
该文设计了一种基于1-1-3型压电复合材料的直线型换能器阵列, 并采用有限元法分析了阵元的导纳特性。应用有限元法对比分析了基于1-1-3型和1-3型压电复合材料直线型换能器阵列的电导, 以及阵元位置对电导的影响。为进一步验证仿真结果, 该文设计了一种“一体成型”的换能器阵列制备工艺, 并制备了实验样品。实验结果表明, 1-1-3型直线型换能器阵列比1-3型直线型换能器接收灵敏度一致性稳定提高4 dB, 发射电压响应的一致性稳定在0.6 dB内, 有效地提高了高频换能器阵的阵元一致性。
1-1-3型压电复合材料 直线型换能器阵列 接收灵敏度 发射电压响应 一致性 1-1-3 piezoelectric composites linear transducer array receiving sensitivity transmission voltage response consistency
