Page 50 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

刘岳鹏，等：典型压电材料在液氮低温环境下的压电性能

果如表5所示。由表5可知：室温下5种材料的介质 160．
损耗测试结果与出厂参数具有较好的一致性；液氮 [3] 兰春锋，聂恒昌，陈学锋，等. 致密PZT95/5铁电陶瓷
低温环境下，5种材料的介质损耗都存在不同程度 低温相结构与电性能研究[J]. 无机材料学报，2013，
28(5)：502-506．
的增大，能量转换效率降低，从对比恢复室温后的
[4] 薛伟江. 低温下结构陶瓷的相变、断裂机理与性能研
介质损耗可以看出，这种转变存在不可逆性，表明
究[D]. 北京：清华大学，2013．
BaTiO 3 、BST不适宜大温度区域交替变化的使用 [5] GERSON R. Piezoelectric and dielectric properties of
工况；PZT251、PMN-PT、PZT255的低温介质损耗 lead titanate zirconate ceramics at low temperatures[J]．

相对变化及恢复室温介质损耗相对变化都不超过 Journal of Applied Physics，1962，33(3)：830-832．
20%，表现出较优异的介质损耗稳定性。 [6] WANG D，FOTINICH Y，CARMAN G P. Influence of

3 结论 temperature on the electromechanical and fatigue behavior
of piezoelectric ceramics[J]. Journal of Applied Physics，
（1）在液氮低温环境下，压电材料的谐振电阻及

1998，83(10)：5342-5350.
谐振频率都存在不同程度的增大，BST的变化最小。 [7] 黄滟荻. 弛豫铁电铌镁酸铅-钛酸铅单晶畴翻转动力学
（2）在液氮低温环境下，压电材料的介电常数、 研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019．

平面机电耦合系数均存在不同程度的减小，介质损 [8] 尹鹤瞳. 低温下PZT的电学参数测量及其冲击力电耦
耗均存在不同程度的增大，BST的变化最小，说明 合机理[D]. 沈阳：沈阳理工大学，2021．
5种压电材料的能量变换能力都发生了不同程度的 [9] 吉静，徐凌云，吴欢，等. MSP方法评价PZT压电陶瓷
减弱。 的抗弯强度[J]. 理化检验(物理分册)，2016，52(5)：308-
311．
（3）液氮低温环境会对BaTiO 3 及BST的介质

[10] 魏艳萍，卢焕明，魏安祥，等. 基于扫描探针显微术研
损耗造成不可逆的影响。
究Pb(Zr，Ti)O 3 铁电薄膜的电学性质[J]. 理化检验(物
参考文献： 理分册)，2015，51(8)：560-563．
[11] 张沛霖， 张仲渊. 压电测量[M]. 北京：国防工业出版社，
[1] SEKHAR M C，VEENA E，KUMAR N S，et al. A 1983．
review on piezoelectric materials and their applications[J]． [12] 李昭. 高性能锆钛酸铅基压电陶瓷的制备及性能调控
Crystal Research and Technology，2023，58(2)：2200130． 机理研究[D]. 北京：北京邮电大学，2023．
[2] 陈海波，谢志鹏. 3Y-TZP陶瓷低温下相变与特殊的力 [13] 王晓娜. PSN-PZT压电陶瓷的性能研究[D]. 天津：天
学性能[J]. 稀有金属材料与工程，2009，38(增刊2)：157- 津大学，2012．

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