超聲波電機(jī)利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)，再通過摩擦作用將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)（直線）運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)負(fù)載。壓電陶瓷作為超聲波電機(jī)的振動(dòng)發(fā)生器件，其性能的優(yōu)劣直接影響到電機(jī)的輸出性能。
本文采用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法制備P-41和PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷，研究壓電阿瓷在行被型超聲波電機(jī)中的應(yīng)用及壓電性能對(duì)電機(jī)性能的影響.
研究了P41和PMns-PZN-PZT壓電陶瓷材料的結(jié)構(gòu)、性能、頻率溫度穩(wěn)定性及極化方式對(duì)壓電陶瓷性能的影響。結(jié)果表明，這兩種材料都具有較好的介電溫度穩(wěn)定性，P41具有明顯的鐵電體相變特點(diǎn)，PMns-PZN-PZT具有她豫-鐵電體相變特點(diǎn)。采用同時(shí)同向一次極化工藝改善了二次極化工藝所遺留的各極化區(qū)域ds不均勻、分區(qū)界面應(yīng)力的存在導(dǎo)致的性能不穩(wěn)定性，同時(shí)縮短了極化時(shí)間，提高了超聲波電機(jī)的輸出性能.P-41陶的極化采件為3kV/mm，120 ℃
極化15 min，PMnS-PZN-PZT陶瓷的極化條件為3.5 kV/mm.140℃極化15 min.
研究了P-41和PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷的性能與超聲波電機(jī)性能的相關(guān)性，探討了電機(jī)的導(dǎo)納、負(fù)載、啟動(dòng)與關(guān)斷和溫度特性。結(jié)果表明，電機(jī)具有較好的瞬態(tài)特性，啟動(dòng)時(shí)間ams，關(guān)斷時(shí)間<l ms.采用P-41壓電陶瓷電機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)斷速度比PMnS-PZIN-PZT壓電陶登電機(jī)的快，與P41壓電陶瓷具有非弛豫相變特點(diǎn)有關(guān)，說明P41壓電陶瓷比較適用于需要反復(fù)開關(guān)的超聲電機(jī).
同時(shí)，P41電機(jī)的Qm較小而Aar比較大（TRUM-60 1型電機(jī)），具有較好的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。電機(jī)的表面溫度隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)迅速升高，最終在某一溫度下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，采用PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷電機(jī)的表面溫度明顯低于采用P41壓電陶瓷的電機(jī)（TRLIM6011電機(jī)），與PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷具有非常低的介電損耗有關(guān)，因此這種材料比較適用于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的超聲波電機(jī)。預(yù)壓力對(duì)電機(jī)的性能影響很大，不同尺寸電機(jī)具有不同的驅(qū)動(dòng)性能.
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