基于LGS的高温无线声表面波传感系统的研究

高温环境下供电和导线联接困难,一般电子元件难以正常工作,因此高温环境下温度、压力等物理量的监测一直是一项较难解决的技术难题。新兴的硅酸钾镧(LGS)压电晶体具有良好的压电和高温特性,为声表面波(SAW)传感器的高温应用提供了可能。该文分析了新兴LGS压电晶体的高温及SAW特性,讨论了它在高温无线无源传感方面的应用途径和关键问题。初步的实验证明了基于LGS的高温SAW无线无源传感系统的可行性。

布喇格光栅光纤氢浓度传感器的研究

提出了一种基于钯涂层布喇格光栅光纤的氢浓度传感器方案。金属钯在氢环境中能够吸收一定量的氢并使其体积膨胀,而布喇格光栅光纤在应力的作用下其有效折射率和周期发生变化,导致中心波长偏移,两者结合可实现对外界环境中氢的测量。建立了外界环境氢浓度同钯涂层布喇格光纤光栅波长偏移之间的关系,通过数值分析给出光栅光纤氢浓度传感器在不同氢浓度以及温度环境中波长偏移量,并分析了其特点。

安捷伦推出可集成到GSM RF模块的滤波器

组合式微夹持器控制系统的研制

将微直线电机宏动机构与双晶片压电悬梁微动机构结合,研制高精度、大范围的组合式微夹持器。针对宏微结合的结构形式,设计组合式微夹持器宏微控制系统。采用仿人智能PI控制方法,提高了控制精度。测试实验表明,闭环控制系统取得较好效果。

利用旋转载体自身角速度驱动的硅微机械陀螺

提出了一种利用旋转载体自身角速度驱动的硅微机械陀螺的结构原理,建立了这种陀螺的数学模型并分析计算了该陀螺的结构动力学参数。理论研究和计算机模拟表明,利用旋转载体自身角速度驱动的硅微机械陀螺结构原理正确。

球阀式压电薄膜泵的初步研究

提出一种新结构的球阀式压电泵,分析了球阀式压电薄膜泵的工作原理,设计、制作了样机,对球阀式压电泵的电压工作特性以及频率工作特性等方面性能进行了初步的实验研究和测试,所得到的实验结果及其对结果的分析,为有阀压电泵(特别是球阀泵)的设计和开发奠定了基础。

压电聚合物驻极体材料的现状与动态

综述了压电聚合物驻极体材料的现状和进展。聚偏氟乙烯(PVDF)家族作为一类传统的压电、热释电和铁电聚合物,30余年来已研制出成百种功能元器件,近年来仍颇具活力。以奇数尼龙、亚乙烯基二氰共聚物及聚脲为代表的发展中有机压电材料,可望明显地扩展PVDF家族的应用范围,但它们中的大多数仍待产业化。而近年来发展起来的以聚丙烯蜂窝膜和聚四氟乙烯多孔膜为代表的新一代空间电荷型多孔压电传感膜,由于揉合了压电陶瓷和铁电聚合物PVDF家族的各自优势,从而在压电性及其功能应用方面成为极具竞争力的空间电荷型聚合物压电功能材料。

借助Sumitomo公司的技术Epson转向SAW开发

压电型步进式精密直线驱动器的试验研究

利用压电陶瓷的逆压电效应,基于步进运动原理和误差补偿技术设计了一种高精度定位的大行程精密直线驱动器,制作了样机,进行了静态特性和幅频特性测试以及运动性能试验,给出了驱动器的移动速度与工作电压、频率之间的试验关系曲线。结果表明:在计算机闭环控制下,驱动器能稳定地实现双向运动,在行程1mm时,定位精度达±0.01μm,有效驱动力达13.5N。

Pb(Sc_1/2Ta_1/2)O₃铁电薄膜的制备及性能研究

用Pb(CH3COO)2·3H2O、Sc(CH3COO)3·xH2O和C10H25O.5Ta为原材料,乙二醇甲醚为溶剂,用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SO2/Si基片上成功地制备出ABO3钙钛矿型结构Pb(Sc1/2Ta1/2)O3(PST)铁电薄膜。该薄膜是研制铁电微型致冷器和非致冷热释电红外焦平面阵列的优选材料。对制备出的PST薄膜进行了介电、铁电和热释电性能测试。测试得到在1kHz下PST薄膜的介电常数为570,介电损耗为0.02。铁电性能良好,剩余板化强度为3.8～6.0μC·cm-2,矫顽场为40～45kV·cm-1。热释电系数为4.0×10-4～20×10-4Cm-2K-1。

钛酸锶钡(BST)薄膜的XPS研究

采用射频磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了BaxSr1-xTiO3(BST)薄膜,对BST/Pt/Ti/SiO2/Si结构进行了XPS深度分析。研究结果表明:制备的BST薄膜内部化学成分基本一致;氧缺位在薄膜体内比表面更严重;Pt底电极向薄膜、衬底之间扩散,BST/Pt及Pt/SiO2之间存在明显的界面过渡层。

爆电换能用反铁电材料

采用爆炸冲击波作用于贮存有电极化能量的铁电体,迫使其转变成反铁电体,可释放出巨大电能量,用于一次性的高压、大功率脉冲电源。本工作研究了锆钛酸铅反铁电材料在电场、压力、温度作用下的反铁电-铁电相变性质,介绍了在爆炸冲击波作用下铁电向反铁电转变过程中电量的输出特性。

不同铅气氛对0.2PZN-0.8PZT压电陶瓷性能的影响

采用二次合成法制备了掺锰三元系压电陶瓷0.2PZN-0.8PZT,系统研究了铅气氛和非铅气氛条件对陶瓷显微组织,介电性能及压电性能的影响规律并探讨了铅气氛的作用机制。实验结果表明,加铅气氛保护的试样在研究的烧结温度范围内(1050～1200°C)具有良好的微观形貌,晶粒大小均匀、致密,综合压电性能优于未加铅气氛保护烧结的试样。

Na_0.5Bi_0.5TiO₃-K_0.5Bi_0.5TiO₃系无铅压电陶瓷的介电压电性能

研究了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3体系无铅压电陶瓷的介电、压电性能,通过XRD分析,发现随着x的增加,陶瓷的晶体结构由三方相逐渐转变为四方相,x=0.16～0.20范围内具有三方和四方共存相结构,为该体系的准同型相界(MPB),材料在MPB附近具有最佳的压电性能。测试了陶瓷的介电温谱,表明该体系陶瓷为弛豫型铁电体,电滞回线表明陶瓷在升温过程中发生铁电-反铁电-顺电相变。

Ca₃NbGa₃Si₂O₁₄晶体光学和热学特性的研究

用提拉法成功地生长了一种具有La3Ga5SiO14(LGS)结构的Ca3NbGa3Si2O14(CNGS)单晶;用X-射线粉末衍射证明了其具有单一相且同LGS同构的单晶结构;DSC实验表明CNGS单晶的熔点为1349.9°C。在293.15～403.15K间测得垂直于z方向的热膨胀系数为1.7×10-6/K,而在283.15和433.15K的温度范围内z方向的热膨胀几乎不变。在300.42K测得晶体的比热为0.763J/mol·K;并在190～3200nm间测其透过谱。

压电陶瓷驱动并联微动机器人位姿测量与误差补偿

设计了一套针对六自由度微动并联机器人的位姿测量机构,并在压电陶瓷的开环与闭环控制状态下进行了位姿测量。实验证明,通过对压电陶瓷的闭环控制可消除压电陶瓷的迟滞与蠕变,系统定位误差明显减小。使用微位移循环修正法深入进行误差分析,确定初始误差,在此基础上,提出了误差补偿的方法,并验证了其可行性。

基于C8051Fxxx单片机的半自动生化分析仪

介绍了一种半自动生化分析仪的设计,该分析仪以C8051Fxxx单片机作为数据采集和控制器,以PC机作为数据处理和系统管理器,单片机和PC机间采用RS-232串行通讯。与传统的单片机控制的半自动生化分析仪相比,该分析仪结构简单,配置灵活,数据处理方便。详细介绍了分析仪的软硬件结构设计。

超声波轴承悬浮性能及承载能力的实验研究

超声波悬浮及减摩技术是一种新型的科学技术。在超声减摩方面我们已经做了大量的研究。文章在此基础上,首次提出超声波振动悬浮轴承的概念。分析对比了普通动压润滑滑动轴承与超声波悬浮轴承;模拟简单的静载推力轴承,并对其悬浮性能和承载能力进行了初步的研究。

压电陶瓷驱动器动态特性的实验研究

动态响应的迟滞非线性是影响压电陶瓷驱动器高精度控制性能的一个重要因素,必须在控制中加以动态校正补偿。但由于驱动器的材料、结构和工作条件各异,所以关于动态非线性的定量描述难以建立一个统一的数学模型。针对这个问题,将PID参数的模糊自调整算法应用于微位移工作台,建立了一个动态特性的闭环校正控制系统,真正实现了工作台的快速响应。

PZT铁电薄膜湿法刻蚀技术研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT薄膜的湿法刻蚀方法。在分析了刻蚀液成分对刻蚀效果影响的基础上,选择体积比为1∶2∶4∶4的BHF/HCl/NH4Cl/H2O溶液作为刻蚀液,刻蚀速率为0.016μm/s。实验表明,刻蚀得到的PZT薄膜图形表面无残留物,侧蚀比小(1.5∶1),侧面倾角约60°。刻蚀液对光刻胶和PZT薄膜底电极Pt的选择性好,该工艺适用于MEMS领域中PZT薄膜的微图形化。