微夹钳国内外研究现状(2)
时间:2018-04-07 09:05 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2.2 PLZT压电陶瓷国内外研究现状 锆钛酸铅陶瓷（简称PLZT）是一类具有优异的铁电、压电、热释电及电光性能的透明压电陶瓷材料，具有光致形变特性，是制作光执行器件的良好材料。目前，基于PLZT 陶瓷电光效应的应用研究较多，利用其电光效应，可制成一系列光开关和光调节器，还可用来制作光储存、显示、光栅、光调节器等陶瓷器件等[10-14]；但国内外针对PLZT 陶瓷的反常光生伏特效应和光致伸缩效应的研究与应用则相对薄弱。基于光致伸缩效应，将PLZT 陶瓷应用在智能结构的主动控制方面仍处于初级阶段。在国外，关于PLZT压电陶瓷，内野等[15]以PLZT 陶瓷片所具有的光致伸缩效应为主,从材料的组成、加工方法等方面进行了评价，而且发表了利用该效应的光继电器和微小步行装置的研究论文；中田毅等[16]通过实验，弄清了由PLZT陶瓷片构成的光执行器件具有的光致伸缩效应的基本特征。在国内，基于PLZT陶瓷光控伺服系统的研究还只是一个新领域，20世纪90年代，上海中科院的硅酸盐研究所对PLZT 陶瓷片进行了初步的光电压实验；自2004 年开始，清华大学的李敬锋和程达明等人对不同比例组分下的光电流和光电压进行了测定，研究了晶粒尺寸对光电压的影响，并通过对组分比例和晶粒尺寸的控制，对PLZT 陶瓷的光生伏打性能进行了优化[17]。 在PLZT 陶瓷面世三十多年以来，国内外许多学者就PLZT 陶瓷光致伸缩效应的性能优化、产生机制以及其应用开发等方面做了广泛而深入的研究，并取得了各自显著的成果。 广东工业大学杨宜民教授等人结合PLZT 陶瓷的反常光生伏特效应开展了新型光驱动技术的研究[18]。东南大学的黄学良和叶飞研究了直线型和圆周型光电马达，图1-2的实物照片为他们所研制的圆周型光电马达 [19]。此外，西北工业大学的樊慧庆和唐波对光电马达进行了物理建模及有限元分析[20]。 1-2 光电马达实物照片 1989 年，Uchino 等人开发一种微行走器，如图1-3所示。PLZT 双晶片制成了微行走器的两条腿，当高能光束交替照射两条腿即PLZT 双晶片时，行走器就可以接近每分钟1mm的速度前行[21]。 1-3 采用PLZT双晶片结构的微型行走器 世界上各类研究已经表明，PLZT 陶瓷片作为光控伺服系统中的执行器件,能够根据光信号能量的大小产生机械变形。确切地说，对于极化的PLZT 陶瓷片，具有光起电压效应，即用光照射PLZT陶瓷片，立刻在两极间产生很高的电压；另一方面，它还是一种压电材料，具有电致伸缩效应，根据这两种效应的叠加，形成光致伸缩效应。由此可见，PLZT是一种新型的智能压电陶瓷材料，该材料在特定波长的照射下，可以发生光致形变现象。由于所需的激励源为特定波长的光，因此光致形变材料具有非接触（或无线）激励控制、可遥控、无电磁干扰等优点。因此，可将光能直接转化为机械能的光致形变材料PLZT陶瓷的新型驱动方式，不仅是绿色驱动，而且是光控的无线驱动 (责任编辑：qin) |