Дослідження поксіп'єзоелектричного композиційного матеріалу PZT

У практичних застосуваннях П’єзоелектричні матеріали П’єзокерамічний перетворювач повинен мати високий електромеханічний коефіцієнт зчеплення Kt для ефективного перетворення електричної енергії та механічної енергії один в одного, у той же час необхідно збільшити діелектричний коефіцієнт якомога вище, щоб отримати електричну енергію. Трансмісія більш ефективна; і діелектричні втрати (tans <0,05), механічні втрати (механічний коефіцієнт якості порту можливий для забезпечення чутливості перетворювача; крім того, для того, щоб переконатися, що звукова хвиля, що випромінюється перетворювачем, знаходиться на межі тканини. Коли вода передається та приймається, енергія краще поєднується. Акустичний опір має бути якомога ближчим до акустичного опору людської тканини, щоб розділ звукової хвилі може краще виконувати енергетичну катастрофу під час передачі та прийому.

Коефіцієнт електромеханічного збігу п’єзоелектричної кераміки в напрямку товщини Kt невеликий (між 0,4 і 0,5), діелектрична проникність розширена між 100 і 2400, діелектричні втрати тан <0,02, а механічний коефіцієнт якості Q становить від 10 до 1000, акустичний імпеданс z становить від 20 до 30 Mrayl, що ускладнює виконання узгодження акустичного імпедансу. The п'єзодатчик вібрації (поліетилендифторид та його полімер) має нижчий акустичний опір, тому узгодження звукового опору легше. Ці матеріали мають низький коефіцієнт електромеханічного зачеплення (kt <0,3) і високі діелектричні втрати (a TANS 0,15), тому п'єзоелектричні тонкоплівкові перетворювачі мають нижчу чутливість. П'єзоелектричні композитні матеріали мають характеристики п'єзоелектричної кераміки та полімерів, а електромеханічний коефіцієнт когезії великий, який може досягати 0,6-0,75, значення акустичного опору може досягати z<7.SMrayl, а широкий діапазон п’єзоелектричних констант і низькі діелектричні та механічні втрати роблять його придатним для виготовлення широкосмугових високочутливих ультразвукових перетворювачів.

У 1985 році Уоллес Арденсміт створив фізичну модель режиму товщинної вібрації п’єзоелектричний датчик, що працює , і теоретично дав параметри ефективності п’єзоелектричних композитів з об’ємною часткою п’єзоелектричної кераміки. Зв'язок між змінами в медичному ультразвуковому перетворювачі, п'єзоелектричні матеріали працюють в режимі товщинної вібрації. У цей час, коли розглядається лише режим товщинної вібрації, композиційний матеріал можна приблизно еквівалентно розглядати як п’єзоелектричний матеріал. Наявність властивостей можна спростити та припустити.

(1) Електричне поле має компонент лише в напрямку товщини, і, відповідно, двофазний матеріал має компонент лише на осі Z.
(2) Поперечне напруження та деформація двофазного матеріалу рівні.

З мікроструктури композиту видно, що періодично розташовані колони відбивають хвилі, що поширюються, зокрема, коли поширюються звукові хвилі, які резонують із колонами. У цей час хвиля Лемба та мікроструктура зупиняються, композитний матеріал утворює резонанс, тому опис композитного матеріалу як ізотропного середовища не дуже точний. Щоб забезпечити точність моделі WA Smith в описі кристала п’єзодискового диска l-типу 3, необхідно переконатися, що п’єзоелектричний композит типу l-3 можна розглядати як ізотропне середовище, і п’єзоелектричний композит досягає резонансної частоти. Коли необхідно максимально придушити просторову поперечну вібраційну моду, існує лише товщина. Крім того, умови, за яких п'єзоелектричний композитний матеріал вібрує лише в напрямку товщини.

Можна побачити, що діелектрична проникність композитного матеріалу l-3 в основному збільшується зі збільшенням об’ємної частки сканера з п’єзоелектричною трубкою. Вона має лінійну тенденцію зростання, а діелектрична проникність змінюється залежно від п’єзоелектричної фази і не залежить від форми поперечного перерізу п’єзоелектричного кільця. Тобто в тій самій об’ємній частці розташування п’єзоелектричної фази в неп’єзоелектричній фазі інтегровано з усім композитним матеріалом. Електрична постійна не впливає.