पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक प्रदर्शन मापदंडों का विश्लेषण

(2) ध्रुवीकरण पीजो ट्यूब ट्रांसड्यूसर एक आइसोट्रोपिक पॉलीक्रिस्टल से पहले होता है, जिसमें 1(x), 2(y), और 3(z) दिशाओं के साथ समान ढांकता हुआ स्थिरांक होता है, यानी केवल एक ढांकता हुआ स्थिरांक होता है। ध्रुवीकरण उपचार के बाद, ध्रुवीकरण दिशा में उत्पन्न अवशेष ध्रुवीकरण के कारण एक अनिसोट्रोपिक पॉलीक्रिस्टल बनता है। इस समय, ध्रुवीकरण दिशा में ढांकता हुआ गुण अन्य दो दिशाओं से भिन्न हैं। मान लीजिए कि सिरेमिक की ध्रुवीकरण दिशा 3 दिशा में है: ε11 = ε22 ≠ ε 33. ध्रुवीकृत पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में दो ढांकता हुआ स्थिरांक ε11 और ε33 हैं। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण, विभिन्न यांत्रिक स्थितियों के तहत नमूनों के मापने वाले ढांकता हुआ स्थिरांक अलग-अलग होते हैं। यांत्रिक रूप से मुक्त स्थितियों के तहत, मापा ढांकता हुआ स्थिरांक को मुक्त ढांकता हुआ स्थिरांक कहा जाता है, और εT में, ऊपरी कोने टी यांत्रिक मुक्त स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है। यांत्रिक क्लैंपिंग स्थितियों के तहत, मापने वाले ढांकता हुआ स्थिरांक को क्लैंपिंग ढांकता हुआ स्थिरांक के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे εS के रूप में व्यक्त किया जाता है, और ऊपरी संदर्भ एस यांत्रिक क्लैंपिंग स्थिति है। चूंकि यांत्रिक स्थितियों के तहत विरूपण द्वारा एक अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, और यांत्रिक क्लैंपिंग स्थितियों के तहत ऐसा कोई प्रभाव नहीं होता है, इसलिए दोनों स्थितियों के तहत ढांकता हुआ स्थिरांक माप के मूल्य अलग-अलग होते हैं। उपरोक्त के अनुसार, तीन दिशाओं में ध्रुवीकृत पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में चार ढांकता हुआ स्थिरांक होते हैं, अर्थात् ε11T, ε33T, ε11S, ε11S।

(3) ढांकता हुआ नुकसान
ढांकता हुआ नुकसान अंडरवाटर पीज़ोसेरेमिक ट्रांसड्यूसर पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सहित किसी भी ढांकता हुआ सामग्री के महत्वपूर्ण गुणवत्ता संकेतकों में से एक है। एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र के तहत, माध्यम में जमा होने वाले आवेश के दो भाग होते हैं: एक सक्रिय भाग (चरण में), जो संचालन प्रक्रिया के कारण होता है; और दूसरा प्रतिक्रियाशील भाग (विषम) है, जो माध्यम की विश्राम प्रक्रिया के कारण होता है। ढांकता हुआ नुकसान के आउट-ऑफ-फेज घटक और इन-फेज घटक का अनुपात, आईसी इन-फेज घटक है, आईआर आउट-ऑफ-फेज घटक है, आईसी और कुल वर्तमान I के बीच का कोण δ है, ω वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र की कोणीय आवृत्ति है, और आर हानि प्रतिरोध है, सी ढांकता हुआ संधारित्र है। इसे सूत्र (1-4) से देखा जा सकता है कि जब आईआर बड़ा होता है, तो टैन δ भी बड़ा होता है; आईआर घंटा टैन δ भी छोटा है। आमतौर पर tan δ द्वारा व्यक्त ढांकता हुआ हानि को ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा या हानि कारक कहा जाता है, या इसे ढांकता हुआ हानि कहा जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में ढांकता हुआ का नुकसान माध्यम में संचालन प्रक्रिया से प्राप्त होता है। एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र में ढांकता हुआ नुकसान चालन प्रक्रिया और ध्रुवीकरण विश्राम के कारण होने वाले ढांकता हुआ नुकसान से उत्पन्न होता है। इसके अलावा, फेरोइलेक्ट्रिक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का ढांकता हुआ नुकसान भी डोमेन दीवारों की गति प्रक्रिया से संबंधित है, लेकिन स्थिति अधिक जटिल है।

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक लोचदार सीमा की सीमा में एक इलास्टोमेर हैं, तनाव आनुपातिक होना चाहिए। मान लीजिए कि तनाव टी है, जिसे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र ए के साथ पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट पर लागू किया जाता है, और एस द्वारा उत्पन्न तनाव होता है। हुक के नियम के अनुसार, तनाव टी और तनाव एस के बीच संबंध इस प्रकार है, जहां एस लोचदार चिकनाई स्थिरांक है। इकाई एम2/एन है; C, N/m2 में लोचदार कठोरता स्थिरांक है। हालाँकि, कोई भी सामग्री त्रि-आयामी होती है, अर्थात जब तनाव अनुदैर्ध्य दिशा में लगाया जाता है, तो तनाव न केवल अनुदैर्ध्य दिशा में बल्कि चौड़ाई और मोटाई दिशाओं में भी उत्पन्न होता है। दिखाए गए अनुसार एक पतला टुकड़ा है, जिसकी लंबाई एक दिशा में और चौड़ाई दो दिशाओं में है। तनाव T1 को 1 की दिशा में लागू करने से शीट 1 दिशा में तनाव S1 और दिशा 2 में तनाव S2 उत्पन्न करती है, और समीकरण (1-5) से S1=S11T1 प्राप्त करना मुश्किल नहीं है; S2=S12T1. उपरोक्त दो लोचदार अनुपालन स्थिरांक S11 की तुलना S12 से की गई है।

(5) पीजोइलेक्ट्रिक स्थिरांक

एक विशिष्ट ठोस के लिए, तनाव T केवल आनुपातिक तनाव S का कारण बनता है Pzt पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्यूबलर ट्रांसड्यूसर , जो लोचदार मापांक से संबंधित है, अर्थात, T = YS; पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक में पीजोइलेक्ट्रिकिटी होती है, यानी तनाव लागू होने पर अतिरिक्त चार्ज उत्पन्न किया जा सकता है। उत्पन्न चार्ज लागू तनाव के समानुपाती होता है। दबाव और तनाव के लिए, संकेत विपरीत है। ढांकता हुआ विस्थापन D (आवेश क्षेत्र) और तनाव T (बल क्षेत्र) इस प्रकार व्यक्त किया जाता है: D=Q/A=dT जहां d कूलम्ब/न्यूटन (C/N) में है। यह सकारात्मक पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव है। एक उलटा पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी होता है जो विद्युत क्षेत्र ई लागू होने पर आनुपातिक रूप से एक तनाव एस उत्पन्न करता है, और परिणामी तनाव नमूने की ध्रुवीकरण दिशा के आधार पर या तो विस्तारित या अनुबंधित होता है। सूत्र एस = डीई में, डी की इकाई मीटर/वोल्ट (एम/वी) है। उपरोक्त दो समीकरणों में आनुपातिकता स्थिरांक d को पीजोइलेक्ट्रिक स्ट्रेन स्थिरांक कहा जाता है। सकारात्मक और व्युत्क्रम पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभावों के लिए, d संख्यात्मक रूप से समान है,

(6)आवृत्ति स्थिरांक: