Principali parametri prestazionali dei materiali piezoelettrici

(1) Costante dielettrica ε

La costante dielettrica riflette le proprietà dielettriche di un materiale, o la natura della polarizzazione, ed è solitamente espressa. I componenti in ceramica piezoelettrica per scopi diversi hanno requisiti di costante dielettrica diversi per la ceramica piezoelettrica. Ad esempio, un componente audio come un altoparlante in ceramica piezoelettrica richiede una ceramica piezoelettrica che abbia una costante dielettrica elevata. Il componente ceramico piezoelettrico ad alta frequenza richiede un materiale con una bassa costante dielettrica. La relazione tra la costante dielettrica e la capacità del componente, l'area dell'elettrodo A e la distanza interelettrodica t è ε=C·t/A, dove C è la capacità del condensatore; A è l'area della piastra del condensatore; t—— Spaziatura tra gli elettrodi del condensatore. Quando la distanza e l'area della piastra del condensatore sono costanti, maggiore è la costante dielettrica ε, maggiore è la capacità C, ovvero maggiore è la potenza immagazzinata dal condensatore. Poiché la frequenza di rilevamento richiesta è bassa, ε dovrebbe essere maggiore. Poiché ε è grande, C è corrispondentemente grande, il tempo di carica e scarica del condensatore è lungo e la frequenza è corrispondentemente bassa.

(2)Costante di deformazione piezoelettrica: La costante di deformazione piezoelettrica indica l'entità della deformazione generata quando una tensione unitaria viene applicata al cristallo piezoelettrico: t = dmVU. Dove U è il piezoelettrico applicato su entrambi i lati del wafer piezoelettrico, Δt è la deformazione del wafer nella direzione dello spessore. La costante di deformazione piezoelettrica 33d è un parametro importante per misurare le proprietà di emissione di trasduttore piezoceramico a tubo piezoelettrico . Il valore è elevato, le prestazioni di emissione sono buone e la sensibilità dell'emissione è maggiore. (3) La costante di tensione piezoelettrica è 33 g e la costante di tensione piezoelettrica indica l'entità del gradiente piezoelettrico generato dalla sollecitazione unitaria che agisce sul cristallo piezoelettrico: 31 (m/N) PUgVP. Nel mezzo.

(3) Fattore di qualità meccanica

Anche il fattore di qualità meccanica è un parametro importante per la misurazione della ceramica piezoelettrica. Rappresenta il grado di consumo energetico all'interno del materiale durante la conversione delle vibrazioni. La causa della perdita è l'attrito interno. Il valore ha un impatto maggiore sulla risoluzione. Maggiore è il fattore di qualità meccanica, minore è la perdita di energia, più lunga è la vibrazione del wafer, maggiore è l'ampiezza dell'impulso e minore è la risoluzione. (4) Costante di frequenza Dalla teoria delle onde stazionarie, è nota la condizione per cui il wafer piezoelettrico risuona sotto l'eccitazione dell'impulso elettrico ad alta frequenza. Ciò significa che il prodotto dello spessore del cristallo ceramico piezoceramico e la frequenza naturale è una costante, e questa costante è chiamata costante di frequenza. Pertanto, si tratta dello stesso materiale, quando si realizza una sonda ad alta frequenza, lo spessore del wafer piezoelettrico è piccolo; quando si realizza una sonda a bassa frequenza, lo spessore del wafer è grande.

(4)Coefficiente di accoppiamento elettromeccanico K

Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico K è un parametro che riflette complessivamente le prestazioni del materiale piezoelettrico e rappresenta l'effetto di accoppiamento tra l'energia meccanica e l'energia elettrica del materiale piezoelettrico. Il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico può essere definito poiché K è l'energia della conversione. La capacità di input è che quando il wafer della sonda vibra, vengono generate sia la direzione dello spessore che la direzione radiale. Pertanto il coefficiente di accoppiamento elettromeccanico si divide nella direzione dello spessore tK e nella direzione radiale pK. Il tK è elevato, la sensibilità di rilevamento è elevata; il pK è elevato, l'onda di risonanza a bassa frequenza aumenta e l'impulso di emissione viene ampliato, il che si traduce in una diminuzione e un aumento del punto cieco. (7) CT della temperatura di Curie e materiali piezoelettrici, come i materiali magnetici, che hanno un effetto piezoelettrico dipendente dalla temperatura. Può essere prodotto solo entro un determinato intervallo di temperature. Quando la temperatura supera una certa temperatura, l'effetto piezoelettrico scomparirà. La temperatura alla quale scompare l'effetto piezoelettrico del materiale piezoelettrico è chiamata temperatura di curie del materiale piezoelettrico trasduttore piezoceramico in ceramica . Per il wafer vengono utilizzati i requisiti generali della sonda: