Bagaimana untuk menentukan sama ada bahan seramik piezoelektrik sesuai untuk peralatan ultrasonik?

1. Pemalar dielektrik hendaklah sederhana

Biasanya pemalar dielektrik ialah 10 hingga 1000. Jika pemalar dielektrik terlalu besar, ia akan menyebabkan gandingan terus antara elektrod interdigital; jika pemalar dielektrik terlalu kecil, impedans akan menjadi terlalu besar dan ia tidak akan mudah dipadankan. Sambungan antara litar dan peranti. Antara seramik piezoelektrik komponen tunggal, kecuali BaTiO3, yang mempunyai pemalar dielektrik 1700, sistem PbTiO3 dan PbNb2O6 kedua-duanya kecil, kira-kira 200, dan boleh digunakan dengan baik sebagai bahan piezoelektrik pada permukaan transduser ultrasonik. Pemalar dielektrik bahan seramik piezoelektrik binari dan berbilang komponen lain transduser julat ultrasonik ialah 200-1000, yang hanya memenuhi keperluan pemalar dielektrik sederhana.

 

 

2. Melalui pemprosesan, permukaan yang baik sesuai untuk membuat elektrod interdigital boleh diperolehi.

Bahan kristal tunggal sangat padat dan permukaannya sesuai selepas pemprosesan berikutnya seperti pemotongan dan penggilap. transduser seramik piezoelektrik biasanya diperbuat daripada bahan serbuk dengan komposisi yang berbeza. Selepas beberapa siri rawatan, ia disinter pada suhu tinggi, jadi saiz butiran dan saiz liangnya adalah penunjuk utama bahan seramik piezoelektrik yang digunakan dalam peranti gelombang permukaan ultrasonik. Ia bukan sahaja menentukan kelancaran bahan, tetapi juga menentukan kekerapan operasi peranti.

 

Kekerapan operasi peranti gelombang permukaan ultrasonik bergantung pada lebar rod interdigital transduser interdigital, yang memerlukan dimensi L permukaan instrumen ultrasonik sekurang-kurangnya lebih kecil daripada lebar transduser interdigital. Untuk mengurangkan pantulan gelombang bunyi, transduser sub-jari digunakan, iaitu setiap jari ialah λ/8, dan lebar setiap jari hanya 51um. Untuk mengelakkan liang dan butiran bahan daripada menjejaskan batang jari logam, saiz liang dan butiran dikehendaki sekurang-kurangnya kurang daripada 3 μm. Oleh itu, untuk mendapatkan permukaan yang baik sesuai untuk membuat elektrod interdigitated, butiran kristal dan liang bahan seramik piezoelektrik dikehendaki sekecil mungkin.

 

3. Pengecilan penghantaran gelombang permukaan ultrasonik hendaklah kecil

Pengecilan permukaan ultrasonik wPenghantaran l  ave berkaitan dengan sifat fizikal dan keadaan permukaan bahan seramik piezoelektrik l  itu sendiri. Jika pori-pori dan butiran terlalu besar, kehilangan taburan akan teraruh, manakala pengecilan juga akan disebabkan oleh kehilangan geseran semasa getaran antara butiran. Oleh itu, sebagai tambahan kepada rawatan proses, ia juga mesti ditentukan oleh pemilihan bahan.

 

4. Pekali gandingan elektromekanikal perlu setinggi mungkin untuk meningkatkan kecekapan penukaran elektromekanikal

Pekali gandingan elektromekanikal mencerminkan kecekapan penukaran antara tenaga mekanikal dan tenaga elektrik bahan piezoelektrik. Ini adalah penunjuk yang sangat penting. Ia bukan sahaja berkait rapat dengan keanjalan, sifat dielektrik dan sifat piezoelektrik bahan, tetapi juga mempunyai hubungan rapat dengan mod getaran yang berbeza. Untuk meningkatkan kecekapan penukaran, lebih besar pekali gandingan elektromekanikal, lebih baik. Ini juga mengurangkan kehilangan tenaga semasa pemprosesan isyarat. Secara amnya, pekali gandingan elektromekanik bahan seramik piezoelektrik adalah agak besar, jadi ini mudah untuk seramik piezoelektrik.

 

5. Konsisten dan kebolehulangan yang lebih baik

Apabila peranti dihasilkan secara besar-besaran, perbezaan prestasi antara bahan yang sama atau kawasan setempat bagi kumpulan bahan yang sama hendaklah kecil supaya peranti boleh berfungsi dengan baik. Ini mempunyai sedikit kesan ke atas kristal tunggal piezoelektrik kerana ketekalan yang lebih baik dan kebolehulangan bahan kristal tunggal piezoelektrik, tetapi pengaruhnya lebih besar pada bahan seramik piezoelektrik. Faktor utama yang mempengaruhi penyebaran bahan ialah penyebaran bahan mentah, sisihan penimbangan bahan, kawalan suhu dan masa pensinteran. Apabila sisihan ciri utama (seperti kelajuan bunyi) mencapai 1%, ia sudah tidak boleh diterima untuk pengeluaran besar-besaran peralatan, jadi ia lebih ketat untuk kurang daripada 0.1%.