不同壓電晶體材料性質(zhì)對壓電變壓器性能影響的研究.pdf

1、以鋯鈦酸鉛（PZT）系列壓電陶瓷為代表的壓電材料經(jīng)過數(shù)十年的研究發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應用于醫(yī)學、軍事、工業(yè)、民用等領域，如壓電變壓器，壓電傳感器和醫(yī)用超聲波換能器等功能器件。但隨著新型弛豫鐵電單晶研究的快速發(fā)展，人們已經(jīng)成功掌握制備高性能弛豫型鐵電單晶的技術。目前實驗數(shù)據(jù)表明鈮鎂酸鉛鈦酸鉛（PMN-PT）單晶壓電性能和機電耦合系數(shù)等均遠遠優(yōu)于PZT陶瓷，這種優(yōu)異的性質(zhì)引起了廣大鐵電壓電學者的極大興趣，同時極有希望大大提高壓電器件的性能。

2、>　　壓電變壓器是利用壓電材料的正逆壓電效應，通過電能-機械能-電能的機電能量的二次轉換實現(xiàn)變壓的功能器件。其核心是壓電材料，因而材料性能的差異直接關系到變壓器件工作性能的優(yōu)劣。本文系統(tǒng)研究了“軟”陶瓷PZT-5H和“硬”陶瓷PZT-4、PZT-8以及PMN-29％PT單晶的材料性能差異，并從摻雜離子的不同導致鐵電疇結構變化的角度分析了造成性能差異的原因。
　　本文在系統(tǒng)研究PZT-5H、PZT-4、PZT-8壓電陶瓷，和PMN-

3、29%PT單晶四種材料性質(zhì)的基礎上，制備了系列壓電變壓器來驗證材料性能差異。并通過理論模擬進一步說明了實驗測試的結果。性能測試結果很好顯示了材料性能差異。實驗結果表明在小信號下工作時材料的機電耦合系數(shù)起主要作用，PMN-29%PT單晶表現(xiàn)最好，尤其在匹配負載條件下工作時，PMN-29%PT單晶的功率密度最大，遠優(yōu)于PZT陶瓷。
　　迄今為止，對PMN-PT單晶徑向振動模式研究很少，本文選擇了徑向振動模式進行研究。結果表明在徑向振動