压电纤维微驱动器的基础研究及其应用

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1、－＇．．＇＇：－＇，’二＇公类号ＴＨＵ３密级丝＿巧ＵＤＣ６２１编号１０２９９Ｂ０７０３００８與緣巧ｆＪＩＡＮＧＳＵＵＮＩＶＥ民別ＴＹ博±学位论文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ戀论文题目：压电纤维微驱动器的基础研究及其应用：机械南子工轉学科专业：张利Ｊ华作者姓名指导教师：王树林教授答辩日期：２ＣＵ５年。月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进巧研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容Ｗ外，本论文不包含任何其

2、他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；心月日ｒ年Ｉ＾学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内一致容和纸质论文的内容相，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文

3、编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中。论文的公布国优秀博硕±学位论文全文数据库》并向化会提供查询（包括刊登）授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密因＾学位论文作者签名；指导教师签名：締心Ｐ見咬年）月４日年月日分类号：ＴＨ１１３巧级：公开ＵＤＣ：：６２１编号１０２９９Ｂ０７０３００８博±学位论文压电纤维微驱动器的基础研究及其应用张礼华指导教师王树林教授／博导申请学位级别博±专业名称机械电子工程论文提交日期２０１５年

4、１１月论文答辩日期２０１５年１２月学位授予单位和日期江苏大学年月答辩委员会主席评阅人２０１５年１１月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ｔｈｉｉ３ＵＰＣ：６２１Ｐｈ．Ｄ．Ｄｉｓｓｅｉｉ；ａｔｉｏｎＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＦ化ｅｒ－Ｍｃｒｏａｃｔｕａ１：ｏｒｉＢｙＬｉｈｕａＺｈａｎｇＭａｏｒ：Ｍｅｃｌｍｔｒｏ打ｉｃＥ打ｇｍｅｃｒｍｇｊＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳｈｕｌｉｎＷａｎｇｐＪｉ

5、ａｎｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｇＮｏｖｅｍｂｅｒ２０１５，摘要摘要本课题是关于压电纤维微驱动器的基础研究及其应用，针对目前压电纤维微驱动器存在的体积较大、精度低和缺乏适合于产业化的成套制造技术等问题，笔者首先对渗杂铭的（Ｋ〇．５Ｎａ〇．５）ｉ－３ｘＥｕ；ｃＮｂ〇３陶瓷（ＫＮＮ）做了简单剖析；随后研究了１％館惨杂的ＫＮＮ－３型（ＫＮＮｌＥｕ）无铅压电纤维和１压电纤维复合材料的制备技术和工芝，并对其做了简要分析；在总结分析压电纤维复合材料自身特点和制作工艺基础上，对正交异性压电纤维复合材料（ＯｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃＰｉｅｚｏ

6、ｅｌｅｃｔｒｉｃＦｉｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＯＰＦＣ）传感／驱动元件展开相关研巧；随后根据前面的研究工作设计了最终的六自由度微并联机构。平台，并对六自由度微并联平台的控制系统进行了研究本课题的研究对发展我国运动平台驱动技术和工程结构损伤监测技术，提升我国智能材料及其器件的水平，都具有重要的经济和社会价值。本论文作者的具体研究工作和取得的成果如下：（１）介绍了采用传统固相反应法制备锥惨杂的ＫＮＮ陶瓷，研究了该体系的微观结构、形貌与介电、铁电性能之间的关系。通过实验分析得出：①随着错元素渗杂量的逐渐増加－，Ｘ射线衍射峰出现宽化、压

7、平等现象，晶粒随着锥的増加逐步细化。②铭渗杂达到３％时，在高温区域很宽的范围内，介电常数具有良好的媪度稳定性，稀±元素馆的慘杂能有效提高材料的压电性能。ＫＮＮｌＥｕ无铅压电纤－③采用塑性聚合物的方法制备了维，并采用改进的排列窺注法制各了－３１型压电纤维复合材料。利用均匀场和细观力学理论，建立了等效为电模型，依靠压电相和聚合物相两相间的本构关系，推导了恃征体元的等效力电参数。一错惨杂的无铅ＫＮＮ压电陶瓷的出现，方面有效的提高了材料的压电性能，另一方面将无铅压电陶瓷应用于压电纤维微驱动器－３型。１微纳米压电纤维复合材