詹自力， 李亚丰， 陈翔宇， 陈克城

(郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州 450001)



PSN-PZT陶瓷及其在加速度传感器中的应用研究

詹自力， 李亚丰， 陈翔宇， 陈克城

(郑州大学 化工与能源学院，河南 郑州 450001)

摘要：利用传统固相烧结法制备了0.02Pb(Sb(0.5)Nb(0.5))O3-0.98Pb(1-2x)BaxSrx(Zr(0.53)Ti(0.47))O3压电陶瓷(其中x=0.02，0.03，0.04，0.05).讨论了不同Ba、Sr复合掺杂量及烧结温度对陶瓷结构和电性能的影响.结果显示，当x=0.04，烧结温度为1 260 ℃时，压电陶瓷的性能最佳，其中d(33)=615 pC/N，ε(33)/ε0=2 224，tan δ=2.11%；然后把这个配方的陶瓷片安装到传感器中，测试其电荷灵敏度、最大横向灵敏度比和最大线性误差，电荷灵敏度为2.72 pC/( m·s(-2))，最大横向灵敏度比小于5%，最大线性误差为2.97%，符合通用振动测试类型传感器使用要求.

关键词：加速度传感器；PSN-PZT；压电陶瓷

0引言

在工程技术中，常常会遇到机械振动的问题.为了消除或减小振动，就需要有一系列精确可靠的振动测量仪器，比如压电加速度传感器[1].压电加速度传感器又称压电加速度计或压电加速度表.世界上首次实现压电加速度传感器商品化的时间是1943年，由丹麦的Brüel & Kjr公司设计[2].

最近几年，随着压电加速度传感器、压电变压器和压电马达等各类压电陶瓷驱动器的出现，需要压电材料具有更高的压电常数、介电常数及高稳定性[3].为了提高加速度传感器的灵敏度，改变压电陶瓷片的压电常数d33是关键[4]，一般PZT基压电陶瓷的压电常数比较高.PZT基压电陶瓷的准同型相界附近可以增加它的压电效应[5]，准同型相界可以通过XRD观察出来.因为PSN-PZT压电陶瓷谐振频率的时间稳……