Page 107 - 无损检测2022年第一期

周同彪, 等:

偏铌酸铅压电陶瓷及其超声无损检测应用

有限元方法仿真了偏铌酸铅压电陶瓷超声成像在声 cr y stals [ J ] .Journalof MaterialsScience , 2006 , 41
波钻探测量方面的振动模态。仿真结果的时域分析 ( 1 ): 65-76.
表明, 由偏铌酸铅压电陶瓷模拟的换能器, 其自发自 [ 4 ] 黄建, 张学伍, 赵程, 等 . 钛酸铅系功能陶瓷改性的研
究现状及 改 性 陶 瓷 的 应 用 现 状 [ J ] . 机 械 工 程 材 料,
压
收的信号波形良好, 没有明显拖尾, 说明 PbNb 2O 6
2021 , 45 ( 6 ): 94-98.
电陶瓷在高温环境下井壁超声成像领域具有应用
[ 5 ] BÜYÜKALACA O , BULUT H.Detailed weather
潜力。
dataforthep rovincescoveredb ytheSoutheastern
3.5 低频超声骨密度测定仪
Anatolia Pro j ect ( GAP ) of Turke y [ J ] .A pp lied
超声骨密度测定仪采用低频率常数改性的压电 Ener gy , 2004 , 77 ( 2 ): 187-204.
陶瓷材料来产生超声波 [ 23 ] , 利用声波透射原理来检 [ 6 ] GUANSB , YANG H B , LIU G W , etal.Effectof

测人体的骨质情况, 具有检查速度快、 诊断安全、 准 BiScO 3 do p in g on thestructure and p ro p erties of

确, 检查方式方便、 科学, 评价依据可靠等特点。李 BiFeO 3 -BaTiO 3 p iezoelectricceramics [ J ] .Journalof

玉臣等以偏铌酸铅为主体, 对其进行复合添加改性, Electroceramics , 2019 , 43 ( 1 / 2 / 3 / 4 ): 26-33.

得到低频率常数改性偏铌酸铅压电陶瓷材料, 该材 [ 7 ] SAHU K R , CHAKRABORTY K R , DE U.

Cr y stallo g ra p hic p hases in PbNb 2O 6 and
料完全达到了骨密度仪超声换能器的使用要求。改
p iezoelectricit y [ J ] .Materials Toda y : Proceedin g s ,
性后的偏铌酸铅基陶瓷材料具有谐振频率单一, 灵
2019 , 11 : 869-874.
敏度高, 接收信号幅度宽, 稳定性好等特点。
[ 8 ] PARKSD A , ZHANGSJ , TITTMANN BR.Hi g h-

4 结语 tem p erature ( >500de g reesC ) ultrasonictransducers :

anex p erimentalcom p arisonamon gthreecandidate

通过元素掺杂可对偏铌酸铅陶瓷进行改性, 将 p iezoelectric materials [ J ] .IEEE Transactions on

元素掺杂在偏铌酸铅钨青铜结构的不同格点位置对 Ultrasonics , Ferroelectrics , and Fre q uenc y Control ,
陶瓷性能的影响也不同, 总的来说元素掺杂可以大 2013 , 60 ( 5 ): 1010-1015.

幅提高材料的烧结性能和压电性能。改性后的陶瓷 [ 9 ] OLSEN G H , SØRBY M H , HAUBACK BC , etal.

材料在高温换能器及高温超声无损检测领域都有着 Revisitin g thecr y stalstructureofrhombohedrallead

metaniobate [ J ] .Inor g anicChemistr y , 2014 , 53 ( 18 ):
较大的应用前景。但改性后的偏铌酸铅陶瓷大都失
9715-9721.
去了压电各向异性大的特点, 降低了换能器的分辨
[ 10 ] SAHINIM G , GRANDE T , FRAYGOLA B , etal.
率和灵敏度, 有望在后续工作中通过研究元素掺杂
Solidsolutionsofleadmetaniobate-stabilizationofthe
对晶体结构的影响来调控材料的压电各向异性。此 ferroelectricp ol y mor p handtheeffectonthelattice

外, 随着工业技术的发展, 高温压电换能器的使用环 p arameters , dielectric , ferroelectric , and p iezoelectric

境变得复杂( 如温差较大、 低氧分压、 辐射等), 制作 p ro p erties [ J ] .Journal of the American Ceramic
要求也更加严苛。因此, 制备出综合性能优异, 复杂 Societ y , 2014 , 97 ( 1 ): 220-227.

环境耐受性好的高温压电陶瓷材料成为了今后工作 [ 11 ] CHEN X M , WANGJ , LIANG X X , etal.Cr y stallite

structure , microstructure , dielectric , andp iezoelectric
的重点方向。

p ro p erties of ( Pb 1.06- xBa x ) ( Nb 0.94Ti 0.06 ) O 6
2
参考文献: p iezoelectric ceramics p re p ared usin g calcined

p owders with different p hases [ J ] . Materials
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用[ J ] . 物理学报, 2018 , 67 ( 20 ): 207701.
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V , et al.Anomalous dielectric and p iezoelectric bronzes [ J ] .Chemistr yof Materials , 2017 , 29 ( 15 ):

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[ 3 ] DAMJANOVIC D , BUDIMIR M , DAVIS M , etal. ) ceramics [ J ] .Scri p ta
leadBarium niobate ( PBN 60

Piezoelectric anisotro py : Enhanced p iezoelectric Materialia , 2008 , 59 ( 2 ): 235-238.

res p onse alon g non p olar directions in p erovskite ( 下转第 73 页)
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2022 年 第 44 卷 第 1 期
无损检测