无铅压电陶瓷是指不含铅的压电陶瓷,其更深层次的含义则是指既具有满意的使用性能又有良好环境友好特性的压电陶瓷材料.它要求材料体系本身不含有对生态环境造成损害的物质,在制备、使用及废弃后处理过程中也不对人类及生态环境造成危害.近年来,国内外的材料学者为无铅压电陶瓷的发展进行了不懈地努力,取得了显著的研究成果.2004年11月4日出版的5NATURE6报道了日本学
山东压电陶瓷
无铅压电陶瓷是指不含铅的压电陶瓷,其更深层次的含义则是指既具有满意的使用性能又有良好环境友好特性的压电陶瓷材料.它要求材料体系本身不含有对生态环境造成损害的物质,在制备、
使用及废弃后处理过程中也不对人类及生态环境造成危害.近年来,国内外的材料学者为无铅压电陶瓷的发展进行了不懈地努力,取得了显著的研究成果.2004年11月4日出版的5NATURE6报道了日本学者利用反应模板晶粒生长(RTGG)制备出了织构碱金属铌酸盐无铅压电陶瓷,压电常数d33可达416pC/N,机电耦合系数kp=61%,其性能堪与PZT陶瓷媲美
换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数. 换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等. 不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器,要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率;而对于接收型换能器,则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等. 因此,在换能器的具体设计过程中,必须根据具体的应用,对换能器的有关参数进行合理的设计.
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。谐振器呈喇叭形，目的是能有效地辐射由于振动而产生的超声波，并且可以有效地使超声波聚集在振动器的部位。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。
利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动，在频率高于75kHz的情况下，是不可能达到此目的的。所以，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。氧化物掺杂改性从铅基陶瓷发展历程可知,氧化物掺杂改性是提高PZT陶瓷电学性能的必要途径,是PZT陶瓷实用化的关键和基础。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s，而空气的声阻抗为4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。一种特殊材料粘附在压电陶瓷上，作为声匹配层，可实现与空气的声阻抗相匹配。这种结构可以使超声波传感器在高达数百kHz频率的情况下，仍然能够正常工作。
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