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《pzt基多層壓電陶瓷的制備及作動(dòng)器件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中圖分類號(hào)：TM282論文編號(hào)：102870615-S107學(xué)科分類號(hào)：080503碩士學(xué)位論文PZT基多層壓電陶瓷的制備及作動(dòng)器件研究生姓名范抗抗學(xué)科、專業(yè)材料加工工程研究方向壓電材料及器件指導(dǎo)教師王一平教授南京航空航天大學(xué)研究生院材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyFabricationofPZT-based
2、MultilayerPiezoelectricCeramicandActuatorsAThesisinMaterialsProcessingEngineeringbyFanKangkangAdvisedbyProf.WangYipingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特
3、別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要壓電作動(dòng)器具有控制精度高、響應(yīng)速度快、線性度好、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于電子、通信、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。與此同時(shí)，隨著科學(xué)的發(fā)展，單層壓電作動(dòng)器驅(qū)
4、動(dòng)電壓高、位移太小，已經(jīng)沒法滿足當(dāng)前低電壓下大位移、大推力的需要。為了克服這一缺點(diǎn)，多層壓電作動(dòng)器受到了越來越多的關(guān)注。本文采用了兩種方法來制備PZT基多層壓電作動(dòng)器，對(duì)其性能進(jìn)行了研究，并探索了其在新型器件中的應(yīng)用。采用先進(jìn)的低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)制備了0.90Pb(Zr0.48Ti0.52)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3-0.05Pb(Zn1/3Nb2/3)O3（0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN）為壓電層、Ag為內(nèi)電極導(dǎo)電層的多層壓電陶瓷作動(dòng)器，重點(diǎn)研究了其低電壓
5、下大位移性能。結(jié)果表明：燒結(jié)致密的多層壓電陶瓷作動(dòng)器層與層之間界面清晰，有很少的缺陷，壓電層和內(nèi)電極層的厚度分別為40μm和6μm。一個(gè)含有60個(gè)活動(dòng)層的壓電陶瓷作動(dòng)器在80V的直流驅(qū)動(dòng)電壓下能產(chǎn)生2.7μm的縱向位移，應(yīng)變量得到了0.1%。同時(shí)，采用改進(jìn)的陶瓷片粘接的方法成功制備出含有100層、每層0.2mm厚的PZT-5壓電陶瓷疊堆，并重點(diǎn)探究了其大位移、大推力特性。結(jié)果表明：自由狀態(tài)的壓電疊堆在200V直流電壓下，能輸出19.4μm的縱向位移，應(yīng)變量接近0.1%；當(dāng)施加負(fù)載時(shí)，最大能推動(dòng)1.5kN
6、2的負(fù)載產(chǎn)生20.2μm的縱向位移，單位推力達(dá)到了3kN/cm。以0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN多層壓電陶瓷為基礎(chǔ)，通過ANSYS軟件建立三維有限元模型，CAD軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開發(fā)了一種觸覺反饋應(yīng)用的多層壓電陶瓷振動(dòng)馬達(dá)。測(cè)試結(jié)果表明，其在30Vp-p穩(wěn)態(tài)、脈沖電壓激勵(lì)下分別能輸出1N、0.8N的力，最佳工作頻率在185~195Hz之間，與單層壓電陶瓷振動(dòng)馬達(dá)相比，具有更低的驅(qū)動(dòng)電壓和更穩(wěn)定的工作頻率。關(guān)鍵詞：PZT基壓電陶瓷，多層壓電陶瓷作動(dòng)器，低溫共燒陶瓷，陶瓷片粘接，壓電振動(dòng)馬達(dá)
7、本學(xué)位論文在機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（南京航空航天大學(xué)）完成。本課題得到科技部973計(jì)劃項(xiàng)目（2012CB619406）的資助。IPZT基多層壓電陶瓷的制備及作動(dòng)器件ABSTRACTPiezoelectricactuatorshavebeenlargelyappliedinlotsofareas,whichincludecommunication,electronicindustry,andmedicalscienceetal,becauseoftheirseveralofexcellentpe
8、rformances,suchashighcontrolprecision,fastresponse,goodlinearityandlowpowerconsumption.Meanwhile,withthedevelopmentofscience,monolayerpiezoelectricactuatorscannotmeetthecurrentrequirementsoflargedisplacementandgeneratingfo
