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《压电陶瓷应力作用下的损失特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月压电陶瓷应力作用下的损失特性‘陈雨文玉梅李平(重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044)摘要压电陶瓷材料在实际应用中都应考虑损失对压电陶瓷工作效率的影响。压电陶瓷中的损失主要有三种，即介电损失、机械损失和压电损失。使用复参数用于建立压电陶瓷(PZT-5)等效模型;从介电迟滞基本理论出发推导了三种损失的计算公式并讨论了损失的物理意义。提出了通过测量等效电路中各元件参数分别计算三种损失的具体方法，以此方法测量了在不同应力条件下压电陶瓷等效电路中的谐振点阻
2、抗、反谐振点阻抗、串连电阻和品质因素的变化情况并计算出三种损失随应力的变化情况，同时分析了这三种损失随应力变化的机理口关键词压电咚瓷.’损失机理、纂参一梦LossesofPiezoelectricCeramicunderStressChenYuWenYumeiLiPing(KeyLabofOptoelectronicTechnologyandSystemofMOE,CollegeofOptoelectronicEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)A
3、bstractLossesinpiezoelectricsareconsideredingeneraltoresultfromthreedifferentmechanisms,i.e.,di-electric，mechanicalandpiezoelectriclosses.Thecomplexcoefficientsareintroducedtoanalyzethelossmecha-nismsandtodeducemodelsofdissipationfactors.Methodsofmeasuringthelos
4、sesthroughexperimentsarepro-posed.Experimentsofmeasuringtheresonantimpedance,theanti-resonantimpedance,theseriesresistanceandthequalitycoefficientoftheequivalentcircuitoftheceramicontheconditionofretainingunderthestress,areconducted.Andconsequentlythevariationof
5、dissipationfactorswithrespecttothestressiscalculated.KeywordsPiezoelectricceramicLossmechanismComplexcoefficient金属元素如Mn,Fe或者Al,x为在0到0.09间变化1引言的数，实验测量了极化压电陶瓷中的机械损失和非极化压电陶瓷中的电损失，由于只考虑了极化条件的影由于使用环境和用途的不同，压电陶瓷中的损失响，实验中忽略了压电损失。或者迟滞既有负面影响也可以起到正面作用。对于压电陶瓷中损失的研究，特别是对于高驱
6、动Haerdtl0'描述了在铁电陶瓷材料中的电损失和机械电压和高功率压电陶瓷中的损失多停留于实验水平的损失，将压电材料中的损失分为四个种类:畴壁间的相研究，而对损失机理本身完整的理论描述很少有提及。互运动所产生的损失、惯用元胞(即单包)部分的损失、以研究压电陶瓷各种损失的机理为目的，从理论上给微结构中的机械损失以及高阻抗压电材料中的导电损出了三种损失(电位移损失、机械损失和压电损失)的失。但是在典型的压电陶瓷中，畴壁间相互运动所产生物理意义及计算方法，并提出了一套有效的测量方法，的损失所占的比例远远超过了其它三种损失。
7、Haerdtl可以对三种损失分别进行测量。虽然IkedaE2〕在其手册的实验揭示了压电陶瓷Pbo.9Lao.,(Zr,.,Ti,.,),-,Me,0,上也描述了损失的物理意义并给出了一些相关的计算中电损失和压电损失间的关系，其中，Me表示参杂的公式，但是却完全忽略了压电损失一项，而本文将给出国家自然科学基金资助项目(50278098).仪器仪表学报第25卷其完整的理论公式。电介质中，这项损失可以由己和tan8'表示如下:W。一[DdE一{2’厂“D(dE/dt)dt一二E,D,J“(7)2极化过程中的电位移损失和迟滞=
8、二。11。E。oEEo2=二。'EoE言tan8'当相位角为零(8'=0)的时候，即电场中的能量在在不考虑机电祸合的情况下，首先考察电位移D经过一个电场变化周期后将由电位移完全恢复出来(这里认为电位移几乎等于电极化强度P)和电场E间(工作效率为1000o)。但是当有相位延迟的现象存在的关系〔3]。图1(a)为P-E迟滞回线的例子，
