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压电材料的压电常数d和其厚度有什么关系?
人气:189 ℃ 时间:2020-05-24 11:27:41
解答
压电常数与厚度没有关系,压电常数与机械边界条件、电学条件有关,或者说与应力T、应变S以及电场强度E、电位移D有关.
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.能给些更详细的资料吗?如果跟厚度无关的话,那么两个压电元件串联使用时,等效压电常数怎么算呢?
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