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1、压电陶瓷参数整理压电陶瓷参数整理压压电电材材料料的的主主要要性性能能参参数数（1 1）介介电电常常数数 介介电电常常数数是是反反映材映材 料料的的介介电电性性质质，或极或极 化化性性质质的的，通通常用常用 来来表表示示。不不同同用用途途的的压压电陶电陶 瓷瓷元元器器件件对对压压电电陶瓷陶瓷 的的介介电电常常数数要要求求不同不同。例例如如，压压电电陶陶瓷瓷扬扬声声器器等等音音频频元元件件要要求求陶陶瓷瓷的的介电介电 常常数数要要大大，而而高高频压频压 电电陶陶瓷瓷元元器器件件则则要要求求材材料料的的介介电电常常数数要要小小。介介电电常常数数 与元与元 件件的的电电容容 C C，电电极面极面 积积
2、 A A 和和电电极极间间距离距离 t t 之之间间的的关关系系为为=C Ct/At/A式式中中 C C电电容容器器电容电容；A A电电容容器器极板极板 面面积积；t t电电容器容器 电电极极间间距距当当电电容容器器极极板板距距离离和面和面 积积一一定定时时，介介电电常数常数 越越大大，电电容容 C C 也也就就越越大大，即，即电电容容器器所所存储存储 电电量量就就越越多多。由。由于所于所 需需的的检检测测频频率率较较低，所低，所以以 应应大大一一些些。因因为为 大大，C C 就就相相应应大大，电容电容 器器充充放放电电时时间间长长，频，频 率率就就相相应应低低。(2)(2)压压电电应应变常变
3、常 数数压压电电应应变变常常数数表表示示在压在压 电电晶晶体体上上施施加加单单位电位电 压压时时所所产产生生的的应应变变大大小小：d31t(m/V)U式式中中U U施加施加 在压在压 电电晶晶片片两两面面的的压压电；电；t t晶晶片在片在 厚厚度度方方向向的的变变形形。压压电应电应 变变常常数数d33是衡量压电晶体材料发射性能的重要参数。其值大，发是衡量压电晶体材料发射性能的重要参数。其值大，发射性能好，发射灵敏度越高。射性能好，发射灵敏度越高。（3 3）压电电压常数）压电电压常数g33压电电压常数表示作用在压电晶体上单位应力所产生的压电梯度大小：压电电压常数表示作用在压电晶体上单位应力所产生
4、的压电梯度大小：g31UP(V m/N)P式中式中 P P施加在压电晶片两面的应力；施加在压电晶片两面的应力；UP 晶片表面产生的电压梯度，即电压晶片表面产生的电压梯度，即电压 U U 与晶片厚度与晶片厚度 t t 之比，之比，UP=U/t=U/t。压压电电电电 压压常常数数g33是衡量压电晶体材料接收性能的重要参数。是衡量压电晶体材料接收性能的重要参数。其值大，其值大，接接收性能好，接收灵敏度高。收性能好，接收灵敏度高。（4 4）机机械械品品质质因因数数机机械械品品质质因因数数也是也是 衡衡量量压压电电陶陶瓷瓷的的一个一个 重重要要参参数数。它它表表示在示在 振振动动转转换换时时材材料料内内
5、部部能能量量消消耗耗的的程程度度。产产生生损损耗的耗的 原原因因在在于于内内摩摩擦擦。E储mE损m值对分辨力有较大的影响。机值对分辨力有较大的影响。机械械品品质质因因数数越大越大，能，能量量的的损损耗耗越越小小，晶，晶片片持持续续振振动动时时间间长长，脉脉冲冲宽宽度度大大，分分辨辨率率低。低。（5 5）频频率率常常数数由由驻驻波波理理论论可可知知，压电压电 晶晶片片在在高高频频电电脉脉冲激冲激 励励下下产产生生共共振振的的条件条件 是是:t L2CL2f0式中式中 t t晶片厚度；晶片厚度；L晶片中纵波波长；晶片中纵波波长；CL晶片中纵波的波速；晶片中纵波的波速；f0晶片固有频率。晶片固有频率
6、。则：则：Nt tf0CL2这说明压电片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，这个常数叫做频率常这说明压电片的厚度与固有频率的乘积是一个常数，这个常数叫做频率常数。因此，同样的材料，制作高频探头时，晶片厚度较小；制作低频探头时，数。因此，同样的材料，制作高频探头时，晶片厚度较小；制作低频探头时，晶片厚度较大。晶片厚度较大。（6 6）机机电电耦耦合合系系数数 K K机机电电耦耦合合系系数数 K K 是是综综合合反反映映压压电电材材料性料性 能能的的参参数数，它它表表示压示压 电电材材料料的的机机械械能能与与电电能能之之间间的的耦耦合合效效应应。机机电电耦合耦合 系系数数可可定定义义为为K 转换的能量
7、输入的能力探探头头晶晶片片振振动动时时，同时同时 产产生生厚厚度度方方向向和和径向径向 两两个个方方向向的的伸伸缩缩变变形形，因因此此机机电电耦耦合合系系数数分分为为厚厚度度方方向向Kt和和径向和和径向Kp。Kt大，大，检测灵敏度高；检测灵敏度高；Kp大，低频谐振波增多，发射脉冲变宽，导致分辨率降低，盲区增大。大，低频谐振波增多，发射脉冲变宽，导致分辨率降低，盲区增大。（7 7）居里温度）居里温度TC压电材料与磁性材料一样，其压电效应与温度有关。它只能在一定的温度压电材料与磁性材料一样，其压电效应与温度有关。它只能在一定的温度范围内产生，超过一定温度，压电效应就会消失。使压电材料的压电效应消失范围内产生，超过一定温度，压电效应就会消失。使压电材料的压电效应消失的温度称为压电材料的居里温度，用的温度称为压电材料的居里温度，用TC表示。表示。