压电陶瓷的特性参数

压电材料的主要性能参数

（1） 介电常数ε

介电常数是反映材料的介电性质，或极化性质的，通常用ε来表示。不同用途的压电陶瓷元器件对压电陶瓷的介电常数要求不同。例如，压电陶瓷扬声器等音频元件要求陶瓷的介电常数要大，而高频压电陶瓷元器件则要求材料的介电常数要小。

介电常数ε与元件的电容C，电极面积A和电极间距离t之间的关系为 ε=C·t/A

式中C——电容器电容；A——电容器极板面积；t——电容器电极间距 当电容器极板距离和面积一定时，介电常数ε越大，电容C也就越大，即电容器所存储电量就越多。由于所需的检测频率较低，所以ε应大一些。因为ε大，C就相应大，电容器充放电时间长，频率就相应低。 (2)压电应变常数

压电应变常数表示在压电晶体上施加单位电压时所产生的应变大小： d31?t(m/V) U式中 U——施加在压电晶片两面的压电； △t——晶片在厚度方向的变形。

压电应变常数d33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。 （3）压电电压常数g33

基于Ansys的压电陶瓷材料振动特性仿真与研究

【摘要】本文以智能材料中压电陶瓷为研究对象，对其进行的主动振动控制。本论文总结分析了压电陶瓷的特性和相关的物理学方程，依据理论分析的结果，确定PZT材料的具体参数的选择，分析压电陶瓷特性和力学模型。利用Ansys仿真软件对梁进行模态分析得到各阶模态下的振动频率，观察振动情况。并分析PZT在静态、动态电压下的电致伸缩特性。然后给梁上的压电陶瓷一个激振，观察和分析梁的振动情况。最后在梁的某个位置粘贴第二片压电陶瓷，对其施加与第一片相反的电压，抑制梁的振动，观察分析抑制情况。

【关键词】压电陶瓷;Ansys仿真;PZT

1.引言

压电材料是指具有压电效应，能够实现电能与机械能相互转换的晶体材料，受到压力作用时会在两端面间出现电压，进而表现出压电效应[1]。压电效应的机理是：具有压电性的晶体对称性较低，当受到外力作用发生形变时，晶胞中正负离子的相对位移使正负电荷中心不再重合，导致晶体发生宏观极化，而晶体表面电荷面密度等于极化强度在表面法向上的投影，所以压电材料受压力作用形变时两端面会出现异号电荷[2]。反之，压电材料在电场中发生极化时，会因电荷中心的位移导致材料变形[3]。

压电陶瓷具有价格低廉、易

Crystal structure

<130℃

The cell of the perovskite form elongates along an edge

<0℃

The cube elongates along a face diagonal rather than an edge

<-90℃

The rhombohedral cell elongates along a body diagonal

Chemistry The solid state reactionTiO2 TiO2 TiO2 BaCO3 BaTiO Ba BaTiO 3 2TiO 3 3 TiO2 TiO2 BaCO3

BaCO3 BaTiO Ba BaTiO 3 2TiO 3 3

BaTiO3TiO2

BaCO3

TiO2

BaCO Ba BaTiO 3 BaTiO 2TiO 3 3 3

TiO2 TiO BaTiO 2 3 BaCO3

BaCO3 BaTiO Ba BaTiO 3 2TiO 3 3 TiO2

TiO2

BaCO3 3 BaTiO TiO2

BaTiO BaCO Ba BaTiO 3 3 2TiO 3 3

BaTiO3BaCO3

BaTiO3BaCO3

TiO2

BaCO

压电陶瓷材料的＂铁电性＂是压电材料的一个重要性能。对压电陶瓷材料做极化处理,使压电材料有了方向性,也使压电性有一个质的飞跃。文章介绍了有关压电陶瓷材料的极化处理知识和压电陶瓷的常用测量方法,以便压电地震检波器的设计人员在选用压电陶瓷材料时能更方便、更准确。

32

石油仪器 P T O E M IS R ME T E R L U N T U N S

21 00年 0 8月

仪器设备

压电陶瓷的极化原理和测试方法杜克相潘中印段亚玲 (东方地球物理公司装备制造事业部摘

陕西西安 )

要：压电陶瓷材料的“电性”压电材料的一个重要性能。对压电陶瓷材料做极化处理，压电材料有了方向铁是使

性，压电性有一个质的飞跃。文章介绍了有关压电陶瓷材料的极化处理知识和压电陶瓷的常用测量方法，也使以便压电地震检波器的设计人员在选用压电陶瓷材料时能更方便、准确。更 关键词：地震检波器；压电陶瓷；极化；试方法测

中图法分类号： N 8 T 34

文献标识码： B

文章编号：10—142 1)403 .2 0493 (00 0 .0 20

O引言压电地震检波器是一种加速度检波器，地震勘探

化方向。极化前后的压电陶瓷材料有着不同的介电常数￡和压电常数 d 。3

中应用很广泛，尤其是海洋压电检波器

好

第&@卷第:期增刊

仪器仪表学报

&**-年:月

!"#压电陶瓷凝胶注模成型的研究

%&

晏伯武$

$

华中科技大学电子科学与技术系’

&黄石理工学院’

武汉黄石

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摘要

为探索压电陶瓷的最佳成型工艺%对.通过调节1分散剂的含量%获得/0压电陶瓷材料进行凝胶注模成型实验%2值3

高固相比3低粘度的浆料4当分散剂的量为.制备出-成型5&-6*5)-936;时%*9的流体浆料3/0粉体的*7812值为:<=>

)的陶瓷的体密度达+5-&)@?AB4结果表明高固相低粘度浆料的制备是凝胶注模成型的工艺关键因素4关键词凝胶注模压电陶瓷固相含量成型技术

CDEFGHIJKLMNODPIQRHS!"#!PKTHKLKMDSPMUKSNVPMOWHELFPIQXYYLPMNDPHIO

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电源变压器的特性参数

1 工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。 2 额定功率

在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 3 额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 4 电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 5 空载电流

变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生 磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电 流。

6 空载损耗

指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜 阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。 7 效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。 8 绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、 温度高低和潮湿程度有关。

电感量计算公式

四、 电感在电路中的作用

基本作用

电源变压器的特性参数

1 工作频率

变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。 2 额定功率

在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 3 额定电压

指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 4 电压比

指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 5 空载电流

变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生 磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电 流。

6 空载损耗

指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜 阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。 7 效率

指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。 8 绝缘电阻

表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、 温度高低和潮湿程度有关。

电感量计算公式

四、 电感在电路中的作用

基本作用

第３９卷第４期中国陶瓷Ｖ０１．３９№．４

２００３年８月ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭｌＣＳＡｕｇ．２００３

ＰＺＴ压电陶瓷粉体合成的研究进展

牟国洪，１杨世源，１，２张福平，２蔡灵仓２

（１．西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳６２１００２；

２．中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６２１９００）

摘要：本文介绍了固相法和液相法合成ＰＺＴ压电陶瓷粉体的研究现状，分析了各种合成方法的特点，指出了ＰＺＴ粉体合成研究中存在的问题和发展方向。

关键字：Ｐ２ｒＴ；合成；压电陶瓷；粉体

中图分类号：ＴＱｌ７４文献标识码：Ａ文章编号：１００１—９６４２（２００３）０４—００１０—０４

严重。难以保证准确的化学计量比，影响制品性能。针对

自１９５４年美国ＮＢＡ研究所的Ｂ．Ｉａ位ｅｔａ１．【１】发现其缺点．众多材料研究者对其工艺进行改进而形成了新Ｐｂｚｒｏ，一ＰｂＴｉｏ，系固溶体的压电性以来，ＰｚＴ压电陶瓷的合成方法，主要有微波辐射法、机械化学法和反应烧结以其优异的压电性和机电耦合性（ｄ３３—３００ｐｃ／Ｎ，ｋ３３—法。

０．５）在各个领域中被广泛应用【２】。但由于ＰｚＴ压电陶瓷１．１微波辐射法

属于含铅压电陶瓷，铅在烧结过程中易挥发，难以保证准自１９８６年Ｇｅｄｖｅｅｔａ１．【３

压电陶瓷片耦合振动模态的ANSYS模拟分析

2003年12月

第4期　　　　　　　　　　　　　　传　感　技　术　学　报　　　　　　　　　　　　　　

TheAnalysesoftheVibrationModelofPiezoelectricCeramicPieceBasedonANSYS

JIANGDe2yi,ZHENGZheng2yu,LILin,RENShong

2.MinistryofEducation,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China

1

2

1

1

1.KeyLab.fortheExploitationofSouthwesternResources&theEnvironmentalDisasterControlEngineering,Chongqing630044,China;

Abstract:　Thepiezoelectricceramicpiecewhichplacedintheconcretecanbeusedinthemonitoringoftheconcretestructure,anditsmechanicalactionmayseeasavibrationofcompoundthin

第３９卷第４期中国陶瓷Ｖ０１．３９№．４

２００３年８月ＣＨＩＮＡＣＥＲＡＭｌＣＳＡｕｇ．２００３

ＰＺＴ压电陶瓷粉体合成的研究进展

牟国洪，１杨世源，１，２张福平，２蔡灵仓２

（１．西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳６２１００２；

２．中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６２１９００）

摘要：本文介绍了固相法和液相法合成ＰＺＴ压电陶瓷粉体的研究现状，分析了各种合成方法的特点，指出了ＰＺＴ粉体合成研究中存在的问题和发展方向。

关键字：Ｐ２ｒＴ；合成；压电陶瓷；粉体

中图分类号：ＴＱｌ７４文献标识码：Ａ文章编号：１００１—９６４２（２００３）０４—００１０—０４

严重。难以保证准确的化学计量比，影响制品性能。针对

自１９５４年美国ＮＢＡ研究所的Ｂ．Ｉａ位ｅｔａ１．【１】发现其缺点．众多材料研究者对其工艺进行改进而形成了新Ｐｂｚｒｏ，一ＰｂＴｉｏ，系固溶体的压电性以来，ＰｚＴ压电陶瓷的合成方法，主要有微波辐射法、机械化学法和反应烧结以其优异的压电性和机电耦合性（ｄ３３—３００ｐｃ／Ｎ，ｋ３３—法。

０．５）在各个领域中被广泛应用【２】。但由于ＰｚＴ压电陶瓷１．１微波辐射法

属于含铅压电陶瓷，铅在烧结过程中易挥发，难以保证准自１９８６年Ｇｅｄｖｅｅｔａ１．【３