超聲波電機利用壓電陶瓷的逆壓電效應，將電能轉變為機械振動，再通過摩擦作用將機械振動轉變為電機的旋轉（直線）運動，進而驅動負載。壓電陶瓷作為超聲波電機的振動發生器件，其性能的優劣直接影響到電機的輸出性能。本文采用傳統的固相反應法制備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中的應用及壓電性能對電機性能的影響.研究了P41和PMns-PZN-PZT壓電陶瓷材料的結構、性能、頻率溫度穩定性及極化方式對壓電陶瓷性能的影響。結果表明，這兩種材料都具有較好的介電溫度穩定性，P41具有明顯的鐵電體相變特點，PMns-PZN-PZT具有她豫-鐵電體相變特點。采用同時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域ds不均勻、分區界面應力的存在導致的性能不穩定性，同時縮短了極化時間，提高了超聲波電機的輸出性能.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性能的相關性，探討了電機的導納、負載、啟動與關斷和溫度特性。結果表明，電機具有較好的瞬態特性，啟動時間ams，關斷時間<l ms.采用P-41壓電陶瓷電機的啟動與關斷速度比PMnS-PZIN-PZT壓電陶登電機的快，與P41壓電陶瓷具有非弛豫相變特點有關，說明P41壓電陶瓷比較適用于需要反復開關的超聲電機.同時，P41電機的Qm較小而Aar比較大（TRUM-60 1型電機），具有較好的負載驅動能力。電機的表面溫度隨運轉時間的延長迅速升高，最終在某一溫度下穩定運轉，采用PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷電機的表面溫度明顯低于采用P41壓電陶瓷的電機（TRLIM6011電機），與PMnS-PZN-PZT壓電陶瓷具有非常低的介電損耗有關，因此這種材料比較適用于需要長時間運轉的超聲波電機。預壓力對電機的性能影響很大，不同尺寸電機具有不同的驅動性能.
標簽：
壓電陶瓷
超聲波電機
上傳時間：
2022-06-18
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