压电陶瓷机电耦合系数

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

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

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

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

()**+(,

()-**),

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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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

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

基于压电陶瓷材料的换能器可靠性研究

左富强，张本华，王欣欣，姚灵

（宁波水表股份有限公司，浙江 宁波 315032）

摘 要：随着超声波水流量仪表在市场中逐渐推广应用，基于压电陶瓷材料的换能器的研究

也越来越深入；由于水流量仪表使用环境通常较为苛刻，产品的可靠性要求较高；本文对超声波水流量仪表的换能器可靠性进行研究，提出换能器的设计方案，并提出四种可靠性试验方法，对换能器可靠性进行试验。

关键字：压电陶瓷；换能器；可靠性

Research on reliability of transducer based on piezoelectric ceramic materials

ZUO Fuqiang，ZHANG Benhua，WANG Xinxin，YAO Ling （Ningbo Wate Meter Co.,Ltd，Ningbo 315032，Zhejiang，China）

Abstract: With the ultrasonic water flowrate meter has been used widely in the market, transducer based on piezoelectric ceramic mate

基于压电陶瓷材料的换能器可靠性研究

左富强，张本华，王欣欣，姚灵

（宁波水表股份有限公司，浙江 宁波 315032）

摘 要：随着超声波水流量仪表在市场中逐渐推广应用，基于压电陶瓷材料的换能器的研究

也越来越深入；由于水流量仪表使用环境通常较为苛刻，产品的可靠性要求较高；本文对超声波水流量仪表的换能器可靠性进行研究，提出换能器的设计方案，并提出四种可靠性试验方法，对换能器可靠性进行试验。

关键字：压电陶瓷；换能器；可靠性

Research on reliability of transducer based on piezoelectric ceramic materials

ZUO Fuqiang，ZHANG Benhua，WANG Xinxin，YAO Ling （Ningbo Wate Meter Co.,Ltd，Ningbo 315032，Zhejiang，China）

Abstract: With the ultrasonic water flowrate meter has been used widely in the market, transducer based on piezoelectric ceramic mate