联系人:张先生
电 话:0755-27271151
传 真:0755-27271153
手 机:13902977473
邮 箱:delok@szdelok.com
深圳工厂地址:深圳市宝安区松岗街道洪桥头下围水鑫龙科技园
台湾工厂地址:台中市南区大庆街2段27巷99号
由于压电效应和逆压电效应,压电材料中的机械能和电能之间会产生相互耦合和转换,能量转换的强弱可用机耦合系数来表示,压电材料的机电耦合系数是一个无量纲的量,压电陶瓷材料的机电耦合系数综合反映了压电材料的性能,在科研和生产中备受重视。对于介电常数和弹性常数有很大的差异的电压材料,其性能可通过机电耦合系数加以直接比较。因此通过测量压电陶瓷材料的机电耦合系数,可以间接的获得材料的弹性常数、介电常数和压电常数。
压电陶瓷材料的机电耦合系数不仅和材料有关系,还和振子的振动模式有关系。例如,对于延长长度方向极化的压电陶瓷细长棒,其机电耦合系数为;对于沿厚度方向极化的压电陶瓷薄圆盘,其径向振动模式的机电耦合系数为,其厚度振动模式的机电耦合系数为.除此以外,在实际工作中,人们还经常使用有效机电耦合系数的概念。其定义为
==
式中、分别是压电陶瓷振子的串联共频率和并联共振频率;、分别压电振子的动态电容和并联铅定电容。从上面的式子可以看出,压电振子的有效电耦合系数与振子的相对频率带宽有关系。另外,压电振子的有效机电耦合系数压电材料的机电耦合系数是有区别的,对于集中参数的振动模式,如薄圆环的径向振动模式和薄球壳的径向振动模式,其有效机电耦合系数等于材料的机电耦合系数。对于其他的振动模式,由于振动体内存在驻波,弹性和介电能量不是均匀的耦合,因而有效机电耦合系数总是小于材料的机电耦合系数。
当材料的机电耦合系数比较小时,压电振子高次振动模式的有效机电耦合系数按()的规律减小,其中i是振子振动模式的阶次。振子所有振动模式的有效机电耦合系数的平方和等于材料相应振动模式的机电耦合系数的平方,即
=(1+1/9+1/25+...)=/8
2.1.3.2电学品质因数和介电损耗因子
压电材料作为电介质,不可能地绝缘,总是存在损耗。在交变电场的作用下压电材料所产生的电介损耗主要是由极化驰豫现象的存在,电位移密度总是落后一个相位角,称为介电损耗角。当需要考虑介电损耗时,可以用复数来表示压电材料的介电参数
=-
压电材料的介电损耗可表示为介电常数的虚度部分与实数部分之比,即
tan=/
压电材料的电学品质因数为介电损耗的倒数,即
=1/tan=/
在一般情况下,压电陶瓷材料的介电损耗可用一个损耗电阻来表示,而压电陶瓷材料则用一个RC并联电路来等效,其中R表示压电陶瓷振子的介电耗损阻抗,C表示陶瓷振子的铅锭电容,由此可以导出介电损耗和介电品质因数另外的表达式,即
tan=1/()
=
介电损耗因子和介电损耗电阻与温度、电场强度以及交变电场的频率有关,显然,介电损耗越大,压电陶瓷材料的性能就越差,因此,介电损耗是判断压电陶瓷材料性能和选择材料的重要参数之一,通常我们可以通过低频阻抗桥或电容电桥来测量材料的介电损耗。
上一篇:机械品质因数和机械损耗因子
下一篇:四类压电方程
TEL:0755-27271151 MOB:13902977473 EMAIL:delok@szdelok.com 粤ICP备15041417号 版权所有 © 深圳市德诺好和科技有限公司