Onderzoek naar PZT poxy piëzo-elektrisch composietmateriaal

In de praktische toepassingen is de piëzo-elektrische materialen De piëzo-keramische transducer moet een hoge elektromechanische cohesiecoëfficiënt Kt hebben om elektrische energie en mechanische energie effectief om te zetten. Tegelijkertijd is het noodzakelijk om de diëlektrische coëfficiënt zo hoog mogelijk uit te breiden om de elektrische energie te ontvangen. De transmissie is efficiënter; en diëlektrisch verlies is (tans <0,05), mechanisch verlies (mechanische kwaliteitsfactorpoort is mogelijk om de gevoeligheid van de transducer te garanderen; bovendien om ervoor te zorgen dat de geluidsgolf die door de transducer wordt uitgezonden zich op het grensvlak van weefsel bevindt. Wanneer het water wordt verzonden en ontvangen, wordt de energie beter gecombineerd. De akoestische impedantie moet zo dicht mogelijk bij de akoestische impedantie van het menselijke weefsel liggen, zodat de geluidsgolfinterface de energieramp beter kan uitvoeren bij het verzenden en ontvangen.

De piëzo-elektrische keramische dikterichting elektromechanische coïncidentiecoëfficiënt Kt is klein (tussen 0,4 en 0,5), de diëlektrische constante wordt uitgebreid tussen 100 en 2400, het diëlektrische verlies van tans is <0,02 en de mechanische kwaliteitsfactor Q ligt tussen 10 en 1000, de akoestische impedantie z ligt tussen 20 en 30 Mrayl, wat het moeilijk maakt om akoestische impedantie-aanpassing uit te voeren. De piëzo-trillingssensor (polyethyleendifluoride en zijn polymeer) heeft een lagere akoestische impedantie, waardoor het afstemmen van de geluidsimpedantie gemakkelijker is. Deze materialen hebben een lage elektromechanische betrokkenheidscoëfficiënt (kt <0,3) en een hoog diëlektrisch verlies (a TANS 0,15), zodat de piëzo-elektrische dunne-filmtransducers een lagere gevoeligheid hebben. Piëzo-elektrische composietmaterialen hebben de kenmerken van piëzo-elektrische keramiek en polymeren, en de elektromechanische cohesiecoëfficiënt is groot, die 0,6-0,75 kan bereiken, de akoestische impedantiewaarde kan z <7.SMrayl bereiken, en een breed scala aan piëzo-elektrische constanten ) en lage diëlektrische en mechanische verliezen maken het geschikt om breedbandige ultrasone transducers met hoge gevoeligheid te maken.

In 1985 stelde Wallace Ardensmith een fysiek model op van de trillingsmodus van de dikte piëzo-elektrische sensor werkt , en gaf theoretisch de prestatieparameters van de piëzo-elektrische composieten met de volumefractie van de piëzo-elektrische keramiek. De relatie tussen veranderingen ligt in de medische ultrasone transducer, piëzo-elektrische materialen werken in de diktetrillingsmodus. Op dit moment, wanneer alleen rekening wordt gehouden met de diktetrillingsmodus, kan het composietmateriaal ongeveer gelijkwaardig worden beschouwd als een piëzo-elektrisch materiaal. Het hebben van eigenschappen kan worden vereenvoudigd en aangenomen.

(1) Het elektrische veld heeft alleen een component in de dikterichting, en dienovereenkomstig heeft het tweefasenmateriaal alleen een component op de Z-as.
(2) De dwarsspanning en rek van het tweefasenmateriaal zijn gelijk.

Uit de microstructuur van het composiet blijkt dat de periodiek geplaatste kolommen de zich voortplantende golven reflecteren, in het bijzonder wanneer het geluidsgolven voortplant die resoneren met de kolommen. Op dit moment stopt de Lamb-golf en de microstructuur en zal het composietmateriaal een resonantie vormen, zodat de beschrijving van het composietmateriaal als een isotroop medium niet erg nauwkeurig is. Om de nauwkeurigheid van het WA Smith-model bij het beschrijven van het l-type 3 piëzo-schijvenkristal te garanderen, is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het piëzo-elektrische composiet van het l-3-type kan worden beschouwd als een isotroop medium, en dat het piëzo-elektrische composiet de resonantiefrequentie bereikt. Wanneer het nodig is om de ruimtelijke laterale trillingsmodus zoveel mogelijk te onderdrukken, bestaat alleen de diktetrillingsmodus. Bovendien zijn de omstandigheden waaronder het piëzo-elektrische composietmateriaal alleen in de dikterichting trilt.

Het is te zien dat de diëlektrische constante van het l-3-composietmateriaal in principe toeneemt met de volumefractie van de piëzo-elektrische buisscanner. Het heeft een lineaire groeitrend en de diëlektrische constante varieert met de piëzo-elektrische fase en wordt niet beïnvloed door de vorm van de dwarsdoorsnede van de piëzo-elektrische ring. Dat wil zeggen, in dezelfde volumefractie is de opstelling van de piëzo-elektrische fase in de niet-piëzo-elektrische fase geïntegreerd met het gehele composietmateriaal. De elektrische constante heeft geen effect.