压电传感器关键材料高温辐照耦合场下性能仿真分析

来源：计算机测量与控制杂志2025年第3期北京时间：

作者：周成宁,何攀,陈雪莹,刘才学,黄彦平,刘易松

单位：中国核动力研究设计院

摘要：核电厂泵、阀、驱动机构等关键设备安全、稳定、可靠运行迫切需要性能稳定的压电传感器，而压电陶瓷是传感器的关键材料。为掌握压电陶瓷材料在高温辐照耦合场下力学与电学性能的变化规律，采用γ射线辐照模型、原子位移损伤仿真分析模型和分子动力学模型建立了压电陶瓷材料辐照仿真模型，对其在300K、573K、755K和800K温度，以及10eV、30eV、50eV不同初级碰撞原子（PKA）下的力学与电学性能进行了研究。经仿真计算分析发现压电陶瓷材料在高温与高辐照剂量耦合场下产生了较多的缺陷，材料的机械性能与电学性能发生一定的变化，进而导致了压电陶瓷材料的损伤与压电性能发生变化。该成果可用于压电陶瓷材料在高温辐照耦合场下性能变化特性分析，并为用于高温高辐照环境下压电传感器的研制提供理论支撑。

关键词：振动传感器，高温辐照，压电性能，压电系数

基金资助：四川省自然科学基金