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《锆钛酸铅_PZT_压电陶瓷及其应用》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、给钦酸铬!∀压电陶瓷及其应用强银育〔摘要〕本文介绍了错铁酸铅压电陶瓷材料的性能、特点和应用棍况,韭介绍!格伙酸铅压电陶瓷元件的应用实例。、),。一!压电陶瓷材料有时使用相对介电常数;与的关系#、∃%!,∀∋!。%;。,)。&〔取其字头简称#∃〕压为一刁式中‘为空气介电常数。)、∗∃%&+、电陶瓷是由三个成分系(压电陶瓷在极化处理前是各向同性的多∗!+,−&&℃,、、、、#∀的材料在的高温下烧结而成晶体这时沿方向,−+即三维的<=,∃,的多晶体烧结后的陶瓷材料用+./011的∀的
2、介电常数是相同的即只有一个介电。‘直流高电压进行分极处理分极处理后的陶常数。极化处理后,由于沿极化方向产生剩瓷材。,料才具有显殊而持续的压电效应余极化成为各向异性的多晶体此时沿极化∃!压电陶瓷材料具有居里点高、机电方向的介电性就与其它两个方向的介电性不1、。,;,,)−藕合系数2及机械品质因素3大温度稳定同设陶瓷的极化方向为+则有9;,4,。+,。+性和耐久性好且形状可以任意选择便于斗即有两个介电常数。大量生产等特点−∀弹性常数压电陶瓷由于它的性能、,参数多样性振压电陶瓷又是弹性体它具备作为
3、弹性,动模式的研究与开发利用以及器件制作技术体的力学性能其力学量一应力!与应变>,,,的进步等因素促使它在近十年来发展甚为之间在弹性限度范围内成正比比例系数,,,迅速应用「,趋∀“泛对整个国民经济的发>称为弹性顺度常数即!一∋∋−∀展有着一定的影响。但是任何材料都是三维的,当施加应力5,一,压电陶瓷的压电效应,、宽于长度方向时不仅长度方向产生应变当在某些各向异性的多晶陶瓷材料上施度与厚度方向也产生应变。即施加应力的方,,。加应力时则陶瓷的某些取决于极化方向∀>向不同材料不同方向的弹性常数也不
4、同,,,∀、表面上会出现电荷内部产生电场这种效上面−∀两式是压电陶瓷作为电6,,应称为正压电效应反之在陶瓷材料上施介质和弹性体所应遵从的规律即为纯电学。、加电压时,,这一和力学式然而压电陶瓷材料具有正逆压它会产生几何变形效应称为逆压电效应仄电陶瓷材料同时具有正、电效应,所以其电学量8、:∀和力学最逆压电效应5!、>∀之间是有联系的,这种联系称做7一−压电陶瓷材料的主要参数压电关系式推导略∀(有关的比例系数就?、,∀介电常数是压电系数≅∀,这是描述压电材料性,故。压电陶瓷是电介质它具
5、备作为电介能的压电参量质,8+∀介质损耗Α的电学性能其电学量一一电感应强度,和电场强度,之间成正比。称其比例系数介质损耗是包括压电陶瓷在内的任何电,。。为介电常数即介质材料的重要品质指标之‘用ΒΧΔ表示589￡:,∀Ε∀机械品质系数∀#∃,,,机械品质系数表示在振动转换时材压力一电电振动位移!申户振的动庄。,戚内部能量消耗程度#二越大能量的损耗一电的三类。‘运用上述不同的功能制成越小。机械品质因数可根据机械量模拟电量%∃(,。)+,的等效电路计算而得#&∋∗,%,,.%式中−一振子谐振
6、时的等效电容一,。∗,串联谐振频率一等效电阻壑疽,∀不同的压电器件对压电陶瓷材料的#电电一电了改有不同的要求。薪粉,‘/01机电祸合系数机电藕合系数2是综合反映材料性能的图4压电陶瓷基本功能,,。参数它表示压电材料的机电或电机能电器件对压电陶瓷材料的特性要求不同的祸。%合效应定义为现在使用的压电陶瓷其基本成分几乎都是23567,,二机械能转变为电能∋输入机械能系的仅是通过改变各成分的配比加入。,二电能转变为机械能∋输入电能微量的添加物来改变机电藕合系数/21由于压电元件伪机械能与它的形状和振和机
7、械品质系数,/#∃1等材料参数的大小从,因此,而制造出适用于各种使用目的压电材料。动方式有关不同形状和不同振动方式。所对应的机电祸合系数也不同它的计算公表4是日本富士电气株式会社567材料式可从压电方程导出/压电方程的推导略1。的压电特性。由表4可知,材料的机械品质4一)567系陶瓷材料的特性系数#二有大的/4...以上1和小的/4..以多∀压电陶瓷材料的基本功能有图4所示的下1两类,介电常数。大的材料具有机电藕表4537材料的特性/日本富士电气株式会社1一5一4.;5一445一4Α5‘4≅5一
8、Α>5一)>5一)≅一巫一一单位Β记号。一8。=。。。。频旦ΒΦΔ6兔+Ε∃Η2.<)40=.。<>.<<.<Α.>≅∀机相对电辐介率合常电数系常数Β功八∋Γ=.)≅久旦二」.))∀4::二。。。。。。⋯)%%巫丝?=久)≅.)Ι.)Χ.Α<.)≅.Α≅ϑΑ.蒸98Α.>.Α.Α.Α.)0Α>>.Α4).Α>Α.Α<409Α.>.Β鲤丝一「:),一,4>>.Β4>).4>0.40Α04Χ4.40≅.4Ι≅09“。畜)∋“。。∀4Ι..,ΑΑ..)>..>>..4ΑΙ.,4Ι..<≅.一’&Κ一一
