摘要：设计并制作了一种用于强酸性输液系统除垢的超声波换能器。利用聚丙烯管道组装的静态流体超声场强测试系统研究了影响超声传播的因素。结果表明,使用陶瓷超声发射头有利于超声能量向液相传输,随导波棒粗端与陶瓷发射头接触面积增大,超声波能量传输效率提高。结合有限元分析软件确定了换能器的振动节点,优化换能器结构设计。在硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸酸体系中测试了换能器陶瓷超声头的耐酸腐蚀性能。实验结果显示,主晶相w(Al2O3)>75%、碱金属和碱土金属氧化物总含量小于5%的氧化铝陶瓷超声发射头可以耐受酸度为1.0mol/L硫酸的腐蚀。w(Al2O3)>99%的刚玉陶瓷可用抵御0.5mol/L氢氟酸、或大于1mol/L硫酸的腐蚀。用主晶相w(Al2O3)>75%的氧化铝陶瓷超声发射头,在模拟某锌业公司的实际生产的酸性体系中测试3个月,超声发射头无明显腐蚀。

摘要：采用两步预烧工艺制备Pb_(0.9625)La_(0.025)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(1-z)Ti_(z)O_(3)(z=0.28、0.29、0.30、0.31)陶瓷,其准同型相界(MPB)的化学组成位于PbTiO_(3)含量为0.29 mol和0.30 mol附近。选取准同型相界两侧的化学组成,制备四方晶相Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.66)Ti_(0.34)O_(3)和三方晶相Pb_(1-1.5x)La_(x)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(1-y)Ti_(y)O_(3)(x=0.0833~0.0417,y=0.2067~0.2733)陶瓷粉体。将两种晶相粉体按照设计比例(三方晶相摩尔分数w=0.3、0.4、0.5、0.6)混合,干压成型,烧结成化学组成相同、晶相占比不同的Pb_(0.9625)La_(0.025)(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.70) Ti_(0.30)O_(3)陶瓷。研究了晶相组成对陶瓷压电性能、介电性能、铁电性能的影响。结果表明,高温烧结后,陶瓷中的三方晶相和四方晶相占比与配料比基本一致。当w=0.5时,1250℃烧结陶瓷中三方晶相与四方晶相含量占比分别为0.47、0.53,晶粒平均尺寸为(5.24±0.23)μm,相对密度为96.76%。陶瓷的压电应变常数d_(33)、径向机电转换系数k_(p)、厚度机电转换系数k_(t)、相对介电常数ε_(r)、剩余极化强度P_(r)和场致应变系数S(1 Hz、3.5 kV/mm)分别为1014 pC/N、0.67、0.64、10955、24μC/cm^(2)和0.21%。该方法可人为调控化学组成位于准同型相界的陶瓷的晶相占比。