PZT基多層壓電陶瓷的制備及作動(dòng)器件.pdf

1、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)動(dòng)電壓高、位移太小，已經(jīng)沒(méi)法滿(mǎn)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(lái)越多的關(guān)注。本文采用了兩種方法來(lái)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

2、.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

3、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的負(fù)載產(chǎn)生20.2μm的縱向位移，單位推力達(dá)到了3kN/cm2。
　　以0.90PZT-0.05PMS-0.05PZN多層壓電陶