Istraživanje PZT poxy piezoelektričnog kompozitnog materijala

U praktičnim primjenama, piezoelektrični materijali piezo keramički pretvornik mora imati visok koeficijent elektromehaničke kohezije Kt za učinkovitu međusobnu pretvorbu električne energije i mehaničke energije, u isto vrijeme, potrebno je povećati dielektrični koeficijent što je više moguće za primanje električne energije. Prijenos je učinkovitiji; i dielektrični gubitak je (tans <0,05), mehanički gubitak (priključak mehaničkog faktora kvalitete je moguć kako bi se osigurala osjetljivost sonde; osim toga, kako bi se osiguralo da je zvučni val koji emitira sonda na granici tkiva. Kada se voda prenosi i prima, energija se bolje kombinira. Akustična impedancija mora biti što bliža akustičnoj impedanciji ljudskog tkiva, tako da sučelje zvučnog vala može bolje izvršiti energetsku katastrofu kada odašilje i prima.

Elektromehanički koeficijent koincidencije smjera debljine piezoelektrične keramike Kt je mali (između 0,4 i 0,5), dielektrična konstanta je proširena između 100 i 2400, dielektrični gubitak tana je <0,02, a mehanički faktor kvalitete Q je između 10 do 1000, akustična impedancija z je između 20 i 30 Mrayl, što otežava izvođenje usklađivanja akustične impedancije. The piezo senzor vibracija (polietilen difluorid i njegov polimer) ima nižu akustičnu impedanciju, pa je usklađivanje zvučne impedancije lakše. Ovi materijali imaju nizak koeficijent elektromehaničkog zahvata (kt <0,3) i veliki dielektrični gubitak (a TANS 0,15), tako da su piezoelektrični tankoslojni pretvarači napravili manju osjetljivost. Piezoelektrični kompozitni materijali imaju karakteristike piezoelektrične keramike i polimera, a koeficijent elektromehaničke kohezije je velik, što može doseći 0,6-0,75, vrijednost akustične impedancije može doseći z<7.SMrayl, a širok raspon piezoelektričnih konstanti ) i niski dielektrični i mehanički gubici čine ga prikladnim za izradu širokopojasnih ultrazvučnih pretvarača visoke osjetljivosti.

Godine 1985. Wallace Ardensmith uspostavio je fizički model debljinskog vibracijskog načina rad piezoelektričnog senzora i teoretski je dao parametre izvedbe piezoelektričnih kompozita s volumnim udjelom piezoelektrične keramike. Odnos između promjena je u medicinskom ultrazvučnom pretvaraču, piezoelektrični materijali rade u načinu vibracije debljine. U ovom trenutku, kada se razmatra samo način vibracije debljine, kompozitni materijal može se približno jednako smatrati piezoelektričnim materijalom. Svojstva koja posjeduju mogu se pojednostaviti i pretpostaviti.

(1) Električno polje ima komponentu samo u smjeru debljine, pa prema tome dvofazni materijal ima komponentu samo na Z-osi.
(2) Poprečno naprezanje i deformacija dvofaznog materijala su jednaki.

Iz mikrostrukture kompozita može se vidjeti da povremeno raspoređeni stupovi reflektiraju valove koji se šire, posebno kada se šire zvučni valovi koji rezoniraju sa stupovima. U ovom trenutku, Lambov val i mikrostruktura zaustavljaju kompozitni materijal formirat će rezonanciju, tako da opis kompozitnog materijala kao izotropnog medija nije baš točan. Kako bi se osigurala točnost modela WA Smith u opisivanju kristala piezo diskova l-tipa 3, potrebno je osigurati da se piezoelektrični kompozit tipa l-3 može smatrati izotropnim medijem i da piezoelektrični kompozit doseže rezonantnu frekvenciju. Kada je potrebno potisnuti način prostorne bočne vibracije što je više moguće, postoji samo način vibracije debljine. Štoviše, uvjeti pod kojima piezoelektrični kompozitni materijal vibrira samo u smjeru debljine.

Može se vidjeti da dielektrična konstanta l-3 kompozitnog materijala u osnovi raste s udjelom volumena skenera s piezoelektričnom cijevi. Ima linearni trend rasta, a dielektrična konstanta varira s piezoelektričnom fazom i na nju ne utječe oblik poprečnog presjeka piezoelektričnog prstena. To jest, u istom volumenskom udjelu, raspored piezoelektrične faze je u nepiezoelektričnoj fazi integriran s cijelim kompozitnim materijalom. Električna konstanta nema učinka.