pzt材料在声发射传感器中的优势

pzt材料在声发射传感器中的优势,第1张

飞秒检测发现PZT 是压电蜂鸣片的简称,由压电陶瓷制成,对其施加振荡电压时,会发出响亮的声音,可用于电子手表、计算器、玩具、门铃等。PZT是PbZrO3和PbTiO3的固溶体,具有钙钛矿型结构。PbTiO3和PbZrO3是铁电体和反铁电体的典型代表,因为Zr和Ti属于同一副族,PbTiO3和PbZrO3具有相似的空间点阵形式,但两者的宏观特性却有很大的差异,钛酸铅为铁电体,其居里温度为492℃,而锆酸铅却是反铁电体,居里温度为232℃。研究PbTiO3和PbZrO3的固溶体后发现PZT具有比其它铁电体更优良的压电和介电性能,PZT以及掺杂的PZT系列铁电陶瓷成为近些年研究的焦点。PZT作为一种性能优异的铁电材料,具有良好的介电、铁电、压电、热释电等效应,早已应用于非挥发性动态随机存储器的制作,在电子材料中具有重要地位。近年来,随着微机电系统的迅速发展,PZT铁电薄膜因为具有高压电常数和高机电耦合系数等优点而受到了大家的普遍重视,被广泛应用于微型传感器与微型驱动器,如:微镜、微压电悬臂梁、微马达、微加速度计等的制作,已成为微机电系统中应用最为广泛的传感和驱动材料之一。

压电常数(Piezoelectric Constant)是压电体把机械能转变为电能或把电能转变为机械能的转换系数。它反映压电材料弹性(机械)性能与介电性能之间的耦合关系。选择不同的自变量(或者说测量时选用不同的边界条件),可以得到四组压电常数d、g、e、h,其中较常用的是压电常数d。

其中压电常数d33是表征压电材料性能的最常用的重要参数之一,一般陶瓷的压电常数越高,压电性能越好。下标中的第一个数字指的是电场方向,第二个数字指的是应力或应变的方向,“33”表示极化方向与测量时的施力方向相同。

当沿极化方向(Z轴)施加压应力T3时,在电极面A3上产生的电荷密度σ3 = d33T3。在MKSQ制中,电位移D3 =σ3,则

D3 = d33T3

同理,沿X轴和Y轴分别施加机械应力T1和T2,在电极面A3上所产生的电位移为:D3 = d31T1,D3 = d32T2。若晶体同时受到T1,T2和T3的作用,电位移和应力关系为:

D3 = d31T1+d32T2+d33T3

对于用来产生运动式振动的材料来说,希望具有大的压电常数d。

希望对你有用~~


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