Analisis parameter prestasi seramik piezoelektrik

(2) Polarisasi daripada transduser tiub piezo didahului oleh polihablur isotropik, yang mempunyai pemalar dielektrik yang sama sepanjang arah 1(x), 2(y), dan 3(z), iaitu, hanya satu pemalar dielektrik. Selepas rawatan polarisasi, polikristal anisotropik terbentuk disebabkan oleh polarisasi sisa yang dihasilkan dalam arah polarisasi. Pada masa ini, sifat dielektrik dalam arah polarisasi adalah berbeza daripada dua arah yang lain. Biarkan arah polarisasi seramik berada dalam arah 3: ε11 = ε22 ≠ ε 33. Seramik piezoelektrik terkutub mempunyai dua pemalar dielektrik ε11 dan ε33. Disebabkan oleh kesan piezoelektrik seramik piezoelektrik, pemalar dielektrik pengukur sampel adalah berbeza di bawah keadaan mekanikal yang berbeza. Di bawah keadaan bebas mekanikal, pemalar dielektrik yang diukur dipanggil pemalar dielektrik bebas, dan dalam εT, sudut atas T mewakili keadaan bebas mekanikal. Di bawah keadaan pengapit mekanikal, pemalar dielektrik pengukur dirujuk sebagai pemalar dielektrik pengapit, dinyatakan sebagai εS, dan rujukan atas S ialah keadaan pengapit mekanikal. Oleh kerana terdapat medan elektrik tambahan yang dihasilkan oleh ubah bentuk di bawah keadaan mekanikal, dan tiada kesan sedemikian di bawah keadaan pengapit mekanikal, nilai pengukuran pemalar dielektrik di bawah kedua-dua keadaan adalah berbeza. Mengikut perkara di atas, seramik piezoelektrik terpolarisasi dalam tiga arah mempunyai empat pemalar dielektrik, iaitu ε11T, ε33T, ε11S, ε11S.

(3) kehilangan dielektrik
Kehilangan dielektrik transduser piezoceramic bawah air adalah salah satu penunjuk kualiti penting bagi mana-mana bahan dielektrik termasuk seramik piezoelektrik. Di bawah medan elektrik berselang-seli, cas terkumpul dalam medium mempunyai dua bahagian: satu adalah bahagian aktif (dalam fasa), yang disebabkan oleh proses konduktans; dan satu lagi adalah bahagian reaktif (heterogen), yang disebabkan oleh proses kelonggaran medium. Nisbah komponen luar fasa kepada komponen dalam fasa kehilangan dielektrik, Ic ialah komponen dalam fasa, IR ialah komponen luar fasa, sudut antara Ic dan jumlah arus I ialah δ, ω ialah frekuensi sudut medan elektrik berselang-seli, dan R ialah rintangan kehilangan, C ialah kapasitor dielektrik. Ia boleh dilihat daripada formula (1-4) bahawa apabila IR besar, tan δ juga besar; tan δ jam IR juga kecil. Kehilangan dielektrik biasanya dinyatakan oleh tan δ dipanggil tangen kehilangan dielektrik atau faktor kehilangan, atau ia dipanggil kehilangan dielektrik. Kehilangan dielektrik dalam medan elektrostatik diperoleh daripada proses kekonduksian dalam medium. Kehilangan dielektrik dalam medan elektrik berselang-seli diperoleh daripada kehilangan dielektrik yang disebabkan oleh proses kekonduksian dan kelonggaran polarisasi. Di samping itu, kehilangan dielektrik seramik piezoelektrik ferroelektrik juga berkaitan dengan proses gerakan dinding domain, tetapi keadaannya lebih rumit.

Seramik piezoelektrik adalah elastomer dalam julat had elastik, tegasan harus berkadar. Biarkan tegasan T, dikenakan pada kepingan seramik piezoelektrik dengan luas keratan rentas A, dan terikan yang dijana oleh S. Menurut hukum Hooke, hubungan antara tegasan T dan terikan S adalah seperti berikut, di mana S ialah pemalar kelicinan elastik. Unitnya ialah m2/N; C ialah pemalar kekukuhan elastik dalam N/m2. Walau bagaimanapun, mana-mana bahan adalah tiga dimensi, iaitu, apabila tegasan digunakan dalam arah membujur, regangan dijana bukan sahaja dalam arah membujur tetapi juga dalam arah lebar dan ketebalan. Terdapat sekeping nipis seperti yang ditunjukkan, yang panjangnya dalam satu arah dan lebar dalam dua arah. Menggunakan tegasan T1 dalam arah 1 menyebabkan helaian menghasilkan terikan S1 dalam arah 1 dan terikan S2 dalam arah 2, dan tidak sukar untuk mendapatkan S1=S11T1 daripada persamaan (1-5); S2=S12T1. Dua pematuhan pematuhan anjal di atas S11 berbanding dengan S12.

(5) Pemalar piezoelektrik

Untuk pepejal biasa, tegasan T hanya menyebabkan regangan berkadar S bagi Pzt piezoelektrik tubular transduser , yang berkaitan dengan modulus elastik, iaitu, T = YS; seramik piezoelektrik mempunyai piezoelektrik, iaitu, caj tambahan boleh dijana apabila tegasan dikenakan. Caj yang dijana adalah berkadar dengan tegasan yang dikenakan. Untuk tekanan dan ketegangan, tandanya adalah bertentangan. Sesaran dielektrik D (kawasan cas) dan tegasan T (kawasan daya) dinyatakan seperti berikut: D=Q/A=dT di mana d adalah dalam coulomb/newton (C/N). Ini adalah kesan piezoelektrik positif. Terdapat juga kesan piezoelektrik songsang yang menghasilkan terikan S secara berkadar apabila medan elektrik E dikenakan, dan terikan yang terhasil sama ada mengembang atau mengecut bergantung pada arah polarisasi sampel. Dalam formula S=dE, unit d ialah meter/volt (m/v). Pemalar kekadaran d dalam dua persamaan di atas dipanggil pemalar terikan piezoelektrik. Untuk kesan piezoelektrik positif dan songsang, d adalah sama secara berangka,

(6) Pemalar frekuensi: