基于靜電紡絲的單根PZT納米纖維制備與性能檢測(cè).pdf

1、傳統(tǒng)壓電陶瓷材料具有高的壓電系數(shù)、高的機(jī)電耦合系數(shù)等特點(diǎn)，廣泛用于能量轉(zhuǎn)換、傳感、驅(qū)動(dòng)、頻率控制等領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)壓電陶瓷材料，納米尺度的材料有望獲得更優(yōu)異的壓電性能，從而在更廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　本文主要研究基于簡(jiǎn)單高效的靜電紡絲工藝的單根PZT納米纖維制備以及性能檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)。對(duì)所制備的樣品進(jìn)行表征分析，并進(jìn)行建模得到其縱向伸縮振動(dòng)等效模型。為了驗(yàn)證所制備樣品的性能及模型的準(zhǔn)確性，搭建電學(xué)檢測(cè)平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)

2、新點(diǎn)如下:
　　1.研究了靜電紡絲法制備PZT納米纖維的實(shí)驗(yàn)，包括兩個(gè)部分。第一，靜電紡絲法制備圖形化PZT納米纖維流程介紹，主要包括電紡溶液的配制，使用MEMS工藝制造含有電極的收集板以及對(duì)傳統(tǒng)靜電紡絲裝置進(jìn)行改進(jìn)，增加了輔助電源，從而達(dá)到收集有序、定向排列PZT纖維的目的。第二，對(duì)所得的單根PZT納米纖維進(jìn)行表征，并對(duì)熱處理前后的樣品的SEM圖與XRD物相分析譜圖進(jìn)行分析，得出影響樣品的三個(gè)原因。
　　2.根據(jù)壓電材料的

3、第四類壓電方程，對(duì)單根PZT納米纖維縱向振動(dòng)模式進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，得出它的機(jī)電等效電路模型。利用有限元分析軟件ANSYS和阻抗分析儀測(cè)試相結(jié)合，確定出單根PZT納米纖維頻率特性，并通過諧振法確定納米纖維的其他材料參數(shù)與等效電路參數(shù)。
　　3.研究了電學(xué)檢測(cè)原理及其結(jié)構(gòu)。搭建π型傳輸線路模型以及后端處理電路，利用基于DSP的振動(dòng)信號(hào)采集電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，檢測(cè)出PZT納米纖維的諧振頻率點(diǎn)，對(duì)長(zhǎng)度為100μm，半徑50nm的PZT納米纖維