1970年代、科学者たちは圧電セラミック材料(PZT)と非圧電材料(高分子化合物)を特定の配置に従って使用し、それによって圧電材料と非圧電材料の組み合わせを形成しました。圧電複合材料には、圧電材料と非圧電材料の組み合わせを形成し、それぞれを阻害するという独自の欠点がありました。それは自己欠陥圧電複合材料です。
圧電管圧電センサーの分類は接続性に基づいており、前の番号は圧電相を表します。後者の数字は、非圧電相の接続性と、2 つの数字間のダッシュ接続を示します。たとえば、圧電複合材料は、圧電相が3 方向すべてに接続性を持たず、非圧電相が 3 方向すべてに接続されていることを示します。 3-1 タイプの圧電複合材料は、ポリマー柱が 3 次元で接続されているのに対し、圧力電気材料は 1 次元で接続されていることを示します。圧電複合材料は、特定の規則に従って圧電管トランスデューサまたはロッドを表します。ポリマー相が 3 方向すべてに接続性を持ち、圧電相が 1 方向にのみ接続性を持つポリマー内に配置されます。
単相圧電効果超音波ピエゾ素子と比較して、3 種類の圧電複合材料は厚さ方向の電気機械的特性が高く、結合係数、低い音響インピーダンス、低い横方向電気機械結合係数、低い誘電率、低い機械的品質係数、そして優れた柔軟性と制御性を備えています。タイプの圧電材料の振動モードには、2 つの横振動と厚み振動があります。一般的な医療用超音波トランスデューサのアプリケーションでは、圧電材料は厚み振動モードでのみ動作します。3 つの複合材料の圧電相はポリマー相によって横方向に分離されており、圧電素子振動センサーは横振動を効果的に低減できます。動的モードの組み合わせにより、エネルギーが厚み振動モードにより集中し、厚みの電気機械的調整が向上します。この係数は、横方向の電気機械凝集を減少させます。
ポリマー相に単相の圧電材料が導入されているため、ポリマー相の材料と音響インピーダンスは比較的低く (通常 25% の圧電相)、その結果、全体のインピーダンスが低下します。圧電材料のピエゾ ディスクの密度と音響インピーダンスにより、材料の整合特性が向上します。同時にポリマー相を導入すると、材料の誘電率が高くなるため、複合材料の静電容量が小さくなり、入力インピーダンスが増加し、良好な電圧出力特性が得られます。圧電複合材料の機械的品質係数は通常の圧電セラミックのみです。この材料は 0.001 倍 0.01 日であり、広帯域の狭パルス トランスデューサの製造に適しています。