ImageVerifierCode 换一换
格式:PPTX , 页数:74 ,大小:4.98MB ,
资源ID:356290     下载积分:18.98 金币    免费下载
快捷下载
登录下载
邮箱/手机:
温馨提示:
快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。 如填写123,账号就是123,密码也是123。
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝扫码支付 微信扫码支付   
验证码:   换一换

加入VIP,免费下载
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.aqrzj.com/docdown/356290.html】到电脑端继续下载(重复下载不扣费)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  

下载须知

1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。
2: 试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
3: 文件的所有权益归上传用户所有。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 本站仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

版权提示 | 免责声明

本文(压电材料、原理、应用.pptx)为本站会员(一米阳光)主动上传,安全人之家仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知安全人之家(发送邮件至316976779@qq.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

压电材料、原理、应用.pptx

1、6.2 压电材料,电介质材料,电介质:在电场作用下,能建立极化的物质。通常是指电阻率大于1010cm的一类在电场中以感应而并非传导的方式呈现其电学性能的物质。,电介质材料的主要效应:压电性-压电效应热释电性-热释电效应铁电性-自发极化与铁电体,32种点群中,21种点群没有对称中心,其中20种点群具有压电效应,其中只有10种点群具有热释电效应及自发极化,而其中具有电滞回线的才是铁电体。,所谓自发极化就是在自然条件下晶体的某些分子正负电荷中心不重合,形成一个固有的偶极矩,在垂直极轴的两个端面上就会造成大小相等、符号相反的面束缚电荷。,自发极化,压电效应:在20种晶体上施加压力、张力、切向力时,则发

2、生与应力成比例的介质极化,同时在晶体两端将出现正负电荷。热释电效应:10种极性晶体具有自发极化,晶体可以因温度变化而引起晶体表面电荷,这一现象称为热释电效应铁电效应:极性晶体具有自发极化,且自发极化方向能随外场改变。它们最显著的特征,宏观的表现就是具有电滞回线。压电、热释电和铁电效应的关系 电介质(绝缘体)与导体不同,带电粒子被束缚在固定位置上,在电场作用下,仅能作微小的位移,即产生电极化,但不产生电流,称这种性质为介电性,极性晶体与非极性晶体在晶体的32种对称群中,有11种具有对称中心,晶格上为非极性原子或分子,在电性上是完全电中性的,称为各向同性介电体另有20种结构的晶体,其结构上无对称中

3、心,在压力作用下可产生极化现象,此即压电效应,极性晶体的极化可能是自发产生的,此时在结构中产生永久偶极矩。当环境变化时,此偶极矩可能发生变化,这种变化可能是大小和方向同时变化,也可能仅仅是方向上的变化,C热释电效应与铁电效应的实质两种晶体均存在自发极化。当晶体温度改变时,自发极化偶极矩发生变化,从而使晶体表面出现束缚电荷,即热释电效应;自发极化强度矢量在电场作用下会改变方向,此即铁电效应,D压电、热释电和铁电效应的关系,介电体 压电体 热释电体铁电体,6.2.1 压电效应,正压电效应:在极性晶体上施加压力、张力、切向力时,则发生与应力成比例的介质极化,同时在晶体两端将出现正负电荷。这种机械能转

4、化为电能的现象称为“正压电效应”。逆压电效应:在极性晶体上施加电场引起极化,则将产生与电场强度成比例的变形或机械应力。当外加电场撤去时,这些变形或应力也随之消失。这种电能转化为机械能的现象称为“逆压电效应”。,力,极化方向,压电效应可逆性,利用压电材料的这些特性可实现机械振动(声波)和交流电的互相转换,压电材料的性能指标,压电常数d33,机电耦合系数Kp,机械品质因数Qm,频率常数N,1、压电常数d33,压电常数是反映力学量(应力或应变)与电学量(电位移或电场)间相互耦合的线性响应系数。当沿压电陶瓷的极化方向(z轴)施加压应力T3时,在电极面上产生电荷,则有以下关系式:,式中d33为压电常数,

5、足标中第一个数字指电场方向或电极面的垂直方向,第二个数字指应力或应变方向;T3为应力;D3为电位移,它是压电介质把机械能(或电能)转换为电能(或机械能)的比例常数,反映了应力(T)、应变(S)、电场(E)或电位移(D)之间的联系,直接反映了材料机电性能的耦合关系和压电效应的强弱。,2、机电耦合系数Kp,机电耦合系数K是一个综合反映压电陶瓷的机械能与电能之间耦合关系的物理量,是压电材料进行机电能量转换能力的反映。机电耦合系数的定义是:,或,压电陶瓷振子(具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷体)的机械能与其形状和振动模式有关,不同的振动模式将有相应的机电耦合系数。如对薄圆片径向伸缩模式的耦合

6、系数为Kp(平面耦合系数);薄形长片长度伸缩模式的耦合系数为K31(横向耦合系数);圆柱体轴向伸缩模式的耦合系数为K33(纵向耦合系数)等。,伸缩振动:极化方向与电场方向平行时产生的振动。包括长度伸缩振动、厚度伸缩振动。切变振动:极化方向与电场方向垂直时产生的振动。包括平面切变振动、厚度切变振动。纵向效应:弹性波传播方向与极化轴平行。横向效应:弹性波传播方向与极化轴垂直。,Kp,K33,Kt,K15,K31,3、机械品质因数Qm,工业上很多压电元件是利用谐振效应而形成的,比如压电滤波器、超声换能器、压电谐振器。当压电体所受外施电场的频率与压电体谐振频率fr一致时,产生机械谐振,但由于必须克服晶格形变等内磨擦效应而消耗部分能量,即产生机械损耗。Qm便是描述这种能量损耗的参数压电陶瓷在振动时,为了克服内摩擦需要消耗能量。机械品质因数Qm是反映能量消耗大小的一个参数。Qm越大,能量消耗越小。机械品质因数Qm的定义式是:,其中:fr为压电振子的谐振频率fa为压电振子的反谐振频率R为谐振频率时的最小阻抗(谐振电阻)C0为压电振子的静电容C1为压电振子的谐振电容,4、频率常数N,对某一压电振子,其

copyright@ 2010-2024 安全人之家版权所有

经营许可证编号:冀ICP备2022015913号-6