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冲击波垂向加载下PZT 95/5铁电陶瓷的去极化和放电过程分析
  • ISSN号:1000-5773
  • 期刊名称:《高压物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O521.2[理学—高压高温物理;理学—物理] O347.5[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室、土木工程与力学学院,甘肃兰州730000, [2]中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室,四川绵阳621999
  • 相关基金:中l虱工程物理研究院科学技术基金(2010A0201005);国家自然科学基金委创新研究群体项目(11121202)
中文摘要:

电极化后的PZT 95/5铁电陶瓷能够在冲击波作用下快速去极化并释放束缚电荷,形成高功率的瞬态输出电能。对于垂直于极化方向的冲击波加载情况,通过将去极化过程中的铁电陶瓷等效为电流源、电容和电导的并联电路,综合考虑冲击波压力对波速和去极化相变过程的影响,以及冲击波前、后铁电陶瓷的介电常数和电导率变化,建立了描述冲击波垂向加载下PZT 95/5铁电陶瓷去极化和放电过程的模型,解析获得了铁电陶瓷的放电电流表述。在此模型基础上,开展了短路和电阻负载条件下PZT 95/5铁电陶瓷在冲击放电过程中的输出电流特征分析,并与相关实验结果进行了对比。结果表明:模型能较好地模拟实验观测的铁电陶瓷PZT 95/5的冲击放电过程,以及冲击波压力、负载电阻等对冲击放电输出电流的影响规律。

英文摘要:

Bound charges of poled PZT 95/5 ferroelectric ceramics will be released under shock wave loading to form a high-power electrical energy output. For a shock loading perpendicular to the polari- zation direction,a model describing the depolarization and discharge process of PZT 95/5 ceramic by normal shock-wave is proposed in this paper. The effects of shock-wave pressure on the wave velocity and depolarization phase transition process were considered systematically. The depoling process of PZT 95/5 ferroelectric ceramics was analyzed by a parallel circuit with a current source,a capacitance and a conductance. The changes in the dielectric constant and conductivity during shock loading were taken into account. The output current characteristics of ferroelectric ceramics discharging process under short circuit and resistive load conditions, and the effects of changes in the dielectric constant and conductivity were analyzed and compared with the experimental results. The results show that the present theoretical model predicts well the discharge process of PZT95/5 ferroelectric ceramics under shock compression.

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期刊信息
  • 《高压物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国物理学会 高压物理专业委员会 四川省物理学会
  • 主编:邹广田
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:gaoya@caep.cn
  • 电话:0816-2490042
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-5773
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1147/O4
  • 邮发代号:62-132
  • 获奖情况:
  • 中国物理类核心期刊,EI、CI收录期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:3617