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高基频高机电耦合系数晶体滤波器 被引量：4
1
作者 彭胜春 赵瑞星 +5 位作者 阳皓 邱泽林 李亚飞 温桎茹 唐平 董姝 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期761-764,共4页
采用离子刻蚀工艺对钽酸锂晶体材料进行刻蚀加工,得到了反台面结构晶片,其厚度约为31.3μm,可用于制作高基频晶体谐振器。应用该晶体谐振器,在电路上采用差接桥型电路,设计了一种高频宽带晶体滤波器,其中心频率为63 MHz,3 dB带宽为780 k... 采用离子刻蚀工艺对钽酸锂晶体材料进行刻蚀加工,得到了反台面结构晶片,其厚度约为31.3μm,可用于制作高基频晶体谐振器。应用该晶体谐振器,在电路上采用差接桥型电路,设计了一种高频宽带晶体滤波器,其中心频率为63 MHz,3 dB带宽为780 kHz,阻带衰耗大于75 dB,工作温度为-55^+95℃。结果表明,采用离子刻蚀工艺能极大地提高晶体滤波器的工作频率上限。 展开更多
关键词 晶体滤波器 离子刻蚀 钽酸锂 高基频 机电耦合系数
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低Qm 压电振子机电耦合系数的标准计算方法的原理误差分析 被引量：3
2
作者 叶会英 马秀兰 +1 位作者 刘国栋 浦昭邦 《计量学报》 CSCD 北大核心 2000年第1期5-11,共7页
压电材料的机电耦合系数通常由谐振及反谐振频率之间的相对间隔确定。常用的ＩＥＥＥ标准计算公式，是由描述理想无损压电振子的电行为方程推导得出的。本文给出了压电材料的固有损耗产生的谐振及反谐振频率的偏移及由此引起的标准公式... 压电材料的机电耦合系数通常由谐振及反谐振频率之间的相对间隔确定。常用的ＩＥＥＥ标准计算公式，是由描述理想无损压电振子的电行为方程推导得出的。本文给出了压电材料的固有损耗产生的谐振及反谐振频率的偏移及由此引起的标准公式的误差。代替以往分析时常用的等效电路方法，本文采用把损耗考虑在内的严格的压电振子导纳或阻抗模型。分析结果表明：由测得的谐振及反谐振频率用标准公式得出的耦合系数小于材料的固有耦合系数；误差随固有损耗的增加及耦合的减弱而增加。文中给出了较为详细的分析结果。 展开更多
关键词 压电振子 参数测量 机电耦合系数 压电材料
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螺栓位置与换能器有效机电耦合系数的关系 被引量：1
3
作者 杨佳婷 李娜 +1 位作者 武婷婷 贺西平 《声学技术》 CSCD 北大核心 2018年第6期618-622,共5页
研究了螺栓在换能器中部或后部(后置)位置时,对有效机电耦合系数的影响。将螺栓等效为T型四端网络,利用换能器的机电等效电路,全面分析了其对应的有效机电耦合系数与螺栓长度之间的变化关系。结果表明,螺栓处于中部时,换能器的机电耦合... 研究了螺栓在换能器中部或后部(后置)位置时,对有效机电耦合系数的影响。将螺栓等效为T型四端网络,利用换能器的机电等效电路,全面分析了其对应的有效机电耦合系数与螺栓长度之间的变化关系。结果表明,螺栓处于中部时,换能器的机电耦合系数与螺栓长度呈正相关趋势;螺栓位于后端时,换能器的机电耦合系数与螺栓长度先呈正相关变化,随后呈负相关变化;相比于螺栓位于中部,后置螺栓长度的变化对有效机电耦合系数的波动比较大,但有机电耦合效率的系数数值均比中部位置螺栓的值小。这说明螺栓置于中部时机电耦合性能更好。 展开更多
关键词 换能器 螺栓 有效机电耦合系数
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基于能量法的双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数分析 被引量：2
4
作者 刘祥建 《机电工程》 CAS 2014年第6期775-778,共4页
针对双晶压电悬臂梁发电装置机电两类能量通过压电效应耦合强弱的问题,将能量法应用到双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的分析中。开展了双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的理论分析,并建立了其与双晶压电悬臂梁发电装置尺寸参数... 针对双晶压电悬臂梁发电装置机电两类能量通过压电效应耦合强弱的问题,将能量法应用到双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的分析中。开展了双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数的理论分析,并建立了其与双晶压电悬臂梁发电装置尺寸参数和材料特性之间的关系,对双晶压电悬臂梁发电装置机电耦合系数与其尺寸参数和材料特性的关系模型进行了实验验证和数值模拟。研究结果表明,实验值与理论解有较好的一致性,且都在压电片厚度为0.25 mm时开路电压最大,验证了该理论模型的可靠性。此外,随着压电梁厚度比的不断增大,其机电耦合系数单调递增;同时,较大的弹性模量比有利于压电梁机电耦合系数的提高,且相对于钢弹性基片,铍青铜弹性基片更有利于压电梁机电耦合系数的提高。 展开更多
关键词 能量法 双晶 压电 悬臂梁 机电耦合系数
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氮化铝薄膜作微波压电换能器的机电耦合系数测定 被引量：1
5
作者 刘付德 梁子南 《电子测量与仪器学报》 CSCD 1990年第1期37-42,62,共7页
本文报道用微波压电换能器的输入导纳测定AIN压电薄膜机电耦合系数的方法。在微波频率下测得横向受夹厚度模AIH压电薄膜的机电耦合系数为O.13。这个结果略小于块材AIN的值,可能是由于所生长的AIN薄膜微晶C轴方向有—定的分散性和C轴反... 本文报道用微波压电换能器的输入导纳测定AIN压电薄膜机电耦合系数的方法。在微波频率下测得横向受夹厚度模AIH压电薄膜的机电耦合系数为O.13。这个结果略小于块材AIN的值,可能是由于所生长的AIN薄膜微晶C轴方向有—定的分散性和C轴反向性所致。从导纳测定结果上表明:抉能器中有一等效的串联电阻,这个串联电阻可用于说明匹配和调谐换能器存在损耗的原因。 展开更多
关键词 压电换能器 机电耦合系数 氮化铝 输入导纳 串联电阻 微波频率 分散性 块材 谐振频率 压电材料
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高次泛音比法测定厚度振动机电耦合系数
6
作者 盖志刚 王矜奉 +3 位作者 杜鹃 任晓峰 臧国忠 明保全 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第4期466-468,471,共4页
压电振子低频振动模式的高次泛音易与厚度振动模式的基频相耦合,导致厚度振动的基音串联谐振频率不能精确测量(或无法测量),造成传统泛音比法测定压电振子的机电耦合系数的精度和一致性变差或无法进行测定。为了克服传统泛音比法的这一... 压电振子低频振动模式的高次泛音易与厚度振动模式的基频相耦合,导致厚度振动的基音串联谐振频率不能精确测量(或无法测量),造成传统泛音比法测定压电振子的机电耦合系数的精度和一致性变差或无法进行测定。为了克服传统泛音比法的这一弊端,提出了测定压电振子厚度振动机电耦合系数的高次泛音比法。此法通过测定3次和3次以上的高次串联谐振频率,用高次泛音比来测定压电振子厚度振动机电耦合系数。实验表明,与传统泛音比法相比,高次泛音比法具有精确度高和一致性好的明显优势。为了便于高次泛音比法的应用,提供了高次泛音比和机电耦合系数的对应表。 展开更多
关键词 机电耦合系数 基音串联谐振频率 泛音比法 高次泛音比法
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FBAR有效机电耦合系数的影响因素分析 被引量：2
7
作者 赵坤丽 高杨 韩超 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期202-206,共5页
针对有效机电耦合系数(k2eff)的两种影响因素-薄膜体声波谐振器(FBAR)的电极/压电层厚度比与压电层薄膜的c轴取向,分别建立了厚度比可变与c轴取向可变的三层复合结构的FBAR三维仿真模型。以一个谐振频率为2.185GHz的FBAR谐振器作为分析... 针对有效机电耦合系数(k2eff)的两种影响因素-薄膜体声波谐振器(FBAR)的电极/压电层厚度比与压电层薄膜的c轴取向,分别建立了厚度比可变与c轴取向可变的三层复合结构的FBAR三维仿真模型。以一个谐振频率为2.185GHz的FBAR谐振器作为分析案例,通过仿真得出,设计得到的膜层厚度比为0.206时,虽然FBAR的k2eff略有下降,但此时Mo电极厚为0.247μm,AlN压电层厚为1.119 7μm,使得FBAR电学性能较好,工艺制备复杂度及时间降低。另外,c轴倾斜角度为3°时,会使FBAR的k2eff下降,同时FBAR阻抗特性曲线产生较强的寄生谐振,这会引起FBAR横向能量泄露,恶化FBAR滤波器的带内插损。因此,在制备AlN薄膜时应该严格把握各项工艺参数。此外,通过适当放宽FBAR谐振器谐振频率增量能使k2eff具有一定冗余量来弥补工艺制备引起的k2eff下降。 展开更多
关键词 薄膜体声波谐振器(FBAR) 有效机电耦合系数 厚度比 C轴取向 寄生谐振 横向能量泄漏
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超大机电耦合系数声波谐振器的研究 被引量：1
8
作者 张小德 王华磊 +2 位作者 李儒章 钟慧 石玉 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第3期328-330,335,共4页
该文研究了Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PMN-PT)基片上声表面波(SAW)的传播特性。利用COMSOL软件建立SAW谐振器三维模型并进行模拟仿真。通过优化谐振器参数,设计了一种具有超大机电耦合系数(K^... 该文研究了Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3)(PIN-PMN-PT)基片上声表面波(SAW)的传播特性。利用COMSOL软件建立SAW谐振器三维模型并进行模拟仿真。通过优化谐振器参数,设计了一种具有超大机电耦合系数(K^(2))的谐振器结构。结果表明,当欧拉角为(0°,-70°,0°)时,SH0模态的K^(2)可优化到约85%,且通带内无寄生响应。 展开更多
关键词 声表面波(SAW) PIN-PMN-PT COMSOL SH_(0)模态 机电耦合系数
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中空型超声电机定子的有效机电耦合系数分析 被引量：1
9
作者 汪红星 刘军 +1 位作者 朱华 潘政阳 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1212-1219,1250,共9页
为了提高中空型超声电机的输出效率,对电机定子的有效机电耦合系数进行了研究分析。首先,利用等效电路法分析了电机定子的压电阻抗特性,确定了有效机电耦合系数的计算方法;其次,通过ANSYS软件对电机定子的压电阻抗特性进行了有限元仿真... 为了提高中空型超声电机的输出效率,对电机定子的有效机电耦合系数进行了研究分析。首先,利用等效电路法分析了电机定子的压电阻抗特性,确定了有效机电耦合系数的计算方法;其次,通过ANSYS软件对电机定子的压电阻抗特性进行了有限元仿真,分析了定子的振动模态、金属弹性体和压电陶瓷的结构尺寸对有效机电耦合系数的影响;然后,根据仿真结果设计制作了4个不同的定子,并利用阻抗分析仪对4个定子进行了测试,实测值与仿真值进行对比,相对误差均小于10%,获得的阻抗特性曲线和仿真结果相吻合;最后,将4个定子装配成样机,并搭建了电机性能测试平台进行实验测试,4个样机均获得了较好的输出性能。实验结果表明,提高定子的有效机电耦合系数能获得较低的功耗,进而提高电机的输出效率,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 中空超声电机 压电阻抗特性 有限元分析 有效机电耦合系数 输出性能
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数字式压电振子厚度机电耦合系数测试仪
10
作者 王晓光 《仪器仪表学报》 EI CAS 1985年第2期115-121,共7页
本文根据脉冲响应电压测试压电振予厚度机电耦合系数k_i原理推导了新的计算公式,由于该公式较简单,仅需借助袖珍计算器即能计算,用这种方法对一些样品测试的结果与通常的方法比较非常相近。根据这种方法设计了数字式压电振子厚度机电耦... 本文根据脉冲响应电压测试压电振予厚度机电耦合系数k_i原理推导了新的计算公式,由于该公式较简单,仅需借助袖珍计算器即能计算,用这种方法对一些样品测试的结果与通常的方法比较非常相近。根据这种方法设计了数字式压电振子厚度机电耦合系数测试仪,它包括模拟取样电路和带可编程序计算器的数字电路,该测试仪器对样品要求较宽,测试迅速,而且其中数字控制电路可推广到其它测试仪器。 展开更多
关键词 机电耦合系数 压电振子 电压测试 袖珍计算器 取样电路 脉冲响应 振予 数字电路 原理推导 样品测试
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基于X-LiNbO_(3)/SiO_(2)/Si低温漂、大机电耦合SH-SAW谐振器的设计 被引量：1
11
作者 温福军 王园园 +5 位作者 钱莉荣 王荔田 李翠平 熊阳 田亚会 李红浪 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期290-295,共6页
铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k_(eff)^(2)>30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN的频率温度系数较大(TCF>-50×10^(-6)/℃),这不仅会降低滤波器... 铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k_(eff)^(2)>30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN的频率温度系数较大(TCF>-50×10^(-6)/℃),这不仅会降低滤波器的可用有效带宽,同时也会限制器件的功率处理能力。采用3D周期有限元模型对基于X切LN/SiO2/Si结构SH声表面波(SH-SAW)谐振器进行了优化研究。研究结果表明,当SH-SAW传播角ψ=-10°~-20°、LN和SiO2膜厚分别为hLN=0.1λ和hSiO_(2)=0.2λ(λ为叉指换能器周期)、铝电极金属化率η=0.4、电极相对厚度hAl/λ=5%~10%时,SH-SAW谐振器的k_(eff)^(2)约为30%,且其TCF<-20×10^(-6)/℃,有望用于开发新一代的低温漂、超宽带5G SAW滤波器。 展开更多
关键词 X切铌酸锂薄膜 水平剪切声表面波 有效机电耦合系数 频率温度系数 声表面波谐振器 超宽带声表面波滤波器
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压电双晶片动态机电耦合特性分析 被引量：2
12
作者 叶会英 禹延光 +1 位作者 姬建伟 浦昭邦 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期411-414,共4页
基于压电双晶片本构方程 ,采用机电耦合系数的一种新的、更为合理的定义方法 ,分析了动态情况下悬臂梁式双晶片执行器或换能器的机电耦合特性 ,仿真分析了机电耦合特性与器件材料、几何尺寸以及信号频率之间的关系。结果表明 ,机电耦合... 基于压电双晶片本构方程 ,采用机电耦合系数的一种新的、更为合理的定义方法 ,分析了动态情况下悬臂梁式双晶片执行器或换能器的机电耦合特性 ,仿真分析了机电耦合特性与器件材料、几何尺寸以及信号频率之间的关系。结果表明 ,机电耦合系数随双晶片几何尺寸及信号频率起伏变化 ,起伏幅度随信号频率的增大而减小 ,随双晶片长度厚度比的增大而减小。 展开更多
关键词 压电双晶片 机电耦合系数 微执行器 MEMS 微电子机械系统
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X切LNOI谐振器的横模抑制方法研究
13
作者 王浩东 帅垚 +3 位作者 吴传贵 彭斌 潘忻强 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期474-478,共5页
研究了基于X切LNOI(LiNbO_(3)on Insulator)衬底的声表面波谐振器。在保持谐振器品质因数(Q)值不变的情况下,采用电极假指长度加权的方法来抑制横向模态。设计并制备了不同结构的加权电极结构谐振器,系统地探讨了电极加权周期及幅值对... 研究了基于X切LNOI(LiNbO_(3)on Insulator)衬底的声表面波谐振器。在保持谐振器品质因数(Q)值不变的情况下,采用电极假指长度加权的方法来抑制横向模态。设计并制备了不同结构的加权电极结构谐振器,系统地探讨了电极加权周期及幅值对横向模态的影响规律。通过对比分析,确定了在频率2.5 GHz下X切LNOI结构的最佳加权电极结构。实验结果表明,调整加权电极的设计可以有效抑制因X切LN(LiNbO_(3))材料引发的横向模态,进而优化谐振器的性能。 展开更多
关键词 LNOI 声表面波 机电耦合系数 横向模态抑制 加权电极
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基于S_(0)模态的谐振器杂波抑制方法
14
作者 郭天赐 帅垚 +2 位作者 罗文博 吴传贵 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期479-483,共5页
杂波抑制是高性能声表面波(SAW)谐振器面临的一个巨大挑战。为了抑制在高频宽带谐振器出现的杂波,以X-40°Y-LiNbO_(3)(LN)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Si结构为衬底激发S0模态声表面波,得到高频宽带的谐振器... 杂波抑制是高性能声表面波(SAW)谐振器面临的一个巨大挑战。为了抑制在高频宽带谐振器出现的杂波,以X-40°Y-LiNbO_(3)(LN)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Si结构为衬底激发S0模态声表面波,得到高频宽带的谐振器,同时对杂波抑制进行了深入研究。提出了两种新型叉指换能器(IDT)设计方案,并进行仿真和流片验证。测试结果表明,所提出的三母线IDT结构为高频宽带谐振器提供了良好的杂波抑制,同时使品质因数(Q)与正常类型谐振器保持相同的水平。通过流片测试比较了不同切指形状叉指换能器(IDT)对谐振器的杂波抑制效果。 展开更多
关键词 谐振器 杂波抑制 机电耦合系数 叉指结构 切指
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四方相铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)铁电单晶的弹性、介电、压电和机电性能 被引量：7
15
作者 曹虎 方必军 +1 位作者 徐海清 罗豪甦 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期465-469,共5页
研究了四方相弛豫铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-38％PbTiO3(PMNT62/38)的介温特性,并利用HP4192A阻抗分析仪测量了PMNT62/38单晶完整的一套弹性、介电、压电和机电耦合系数,为理论研究和器件设计提供了参考,其居里点Tc～174℃;压电应变常量... 研究了四方相弛豫铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-38％PbTiO3(PMNT62/38)的介温特性,并利用HP4192A阻抗分析仪测量了PMNT62/38单晶完整的一套弹性、介电、压电和机电耦合系数,为理论研究和器件设计提供了参考,其居里点Tc～174℃;压电应变常量d33～300pC/N;介电常数C33～734,ε11～4301;机电耦合因数k33～84.6％,kt～60.8％,k31～44.5％,k15～45.9％. 展开更多
关键词 PMN-PT单晶 弹性 介电 压电和机电耦合系数 谐振-反谐振法
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高灵敏压电换能器敏感元件的研究
16
作者 井苏杰 于肇贤 +1 位作者 王宏伟 邵震 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期44-47,共4页
研究了一种高灵敏压电换能器敏感元件的优化问题。通过在1-3-2型压电复合材料的陶瓷小柱阵列间不注入聚合物,并在阵列上表面覆盖金属面板的方式,提升了压电敏感元件的机电耦合系数。通过理论分析,有限元仿真和实验分析了不同厚度的黄铜... 研究了一种高灵敏压电换能器敏感元件的优化问题。通过在1-3-2型压电复合材料的陶瓷小柱阵列间不注入聚合物,并在阵列上表面覆盖金属面板的方式,提升了压电敏感元件的机电耦合系数。通过理论分析,有限元仿真和实验分析了不同厚度的黄铜,硬铝和45#钢材质金属面板对换能器敏感元件谐振频率,反谐振频率,以及机电耦合系数的影响。结果表明:对确定的金属面板材质,随着厚度的增加,其谐振频率和反谐振频率均减小;在厚度为0.4~0.6 mm范围内,用黄铜面板制成的压电敏感元件具有较高的机电耦合系数。 展开更多
关键词 1-3-2型压电复合材料 有限元仿真 机电耦合系数 金属面板
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基于二氧化钒的可重构声表面波谐振器
17
作者 宫傲 何伟 +3 位作者 郭乙龙 白焱 黄秋钦 黄文 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期203-208,共6页
仿真设计了一款新颖的可重构声表面波(SAW)谐振器。该设计将相变材料二氧化钒(VO_(2))与谐振器集成在同一芯片上,实现了紧凑的可重构谐振器。利用VO_(2)的相变特性,以VO_(2)替代SAW谐振器的部分电极。通过温度控制SAW谐振器中VO_(2)电... 仿真设计了一款新颖的可重构声表面波(SAW)谐振器。该设计将相变材料二氧化钒(VO_(2))与谐振器集成在同一芯片上,实现了紧凑的可重构谐振器。利用VO_(2)的相变特性,以VO_(2)替代SAW谐振器的部分电极。通过温度控制SAW谐振器中VO_(2)电极的工作状态,实现SAW谐振器频率在两种不同状态之间的调谐。设计的电极宽度为1.15μm(理论波长λ为4.6μm)的可重构谐振器,仿真结果显示其频率可在472 MHz和774 MHz两种状态下进行调谐,机电耦合系数分别为7.1%和5.6%,同时调谐范围高达302 MHz。为使设计的可重构谐振器具有更优的性能,对可重构谐振器的电极厚度进行参数化仿真,当电极厚度为0.12λ时,SAW谐振器的机电耦合系数最高,为后续可重构SAW滤波器提供了更大的带宽。同时还提出了基于VO_(2)的可重构SAW谐振器的工艺流程思路,这为设计应用于实际提供了指导。 展开更多
关键词 声表面波谐振器 二氧化钒 频率调谐 电极厚度 机电耦合系数
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基于PMN-PT融合结构的体声波谐振器设计
18
作者 赵昕子 吴坤 +1 位作者 田明玉 蒋平英 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期545-549,共5页
研究了一种机电耦合系数约为39.2%的新型压电材料PMN-PT作为体声波器件的压电材料时的性能。采用有限元仿真方法,在空气隙型以及凹凸层结构的薄膜体声波谐振器(FBAR)的基础上提出了融合结构FBAR的二维有限元仿真模型。通过有限元仿真分... 研究了一种机电耦合系数约为39.2%的新型压电材料PMN-PT作为体声波器件的压电材料时的性能。采用有限元仿真方法,在空气隙型以及凹凸层结构的薄膜体声波谐振器(FBAR)的基础上提出了融合结构FBAR的二维有限元仿真模型。通过有限元仿真分析对比了上述两种结构的FBAR的导纳及品质因数(Q)值曲线,验证融合结构对S波段、C波段器件的杂波抑制以及Q值提升能力,完成了基于PMN-PT的低杂波高Q值FBAR设计。仿真结果表明,融合结构的设计能够有效抑制空气隙型FBAR所产生的杂波,同时S波段、C波段器件的Q值分别提升了101.8%,350.4%。 展开更多
关键词 薄膜体声波谐振器 低杂波高品质因数(Q)值 多层结构 有限元仿真 空气桥结构 融合结构 大机电耦合系数
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3-2-2新型压电复合材料的有限元仿真
19
作者 黄仁海 夏丽莉 +2 位作者 王宏伟 杨鹏飞 兰宇丹 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期312-318,共7页
为了提升发射电压响应和机电耦合系数以提高压电性能,基于1-3型压电复合材料设计了一种3-2-2陶瓷-空气-聚合物新型复合材料。通过分析压电陶瓷阵列的理论机电特性,结合有限元仿真软件对敏感元件进行建模和物理场计算,确定敏感元件的发... 为了提升发射电压响应和机电耦合系数以提高压电性能,基于1-3型压电复合材料设计了一种3-2-2陶瓷-空气-聚合物新型复合材料。通过分析压电陶瓷阵列的理论机电特性,结合有限元仿真软件对敏感元件进行建模和物理场计算,确定敏感元件的发射电压响应和谐振频率,并对比不同尺寸对应的频率差异以确定聚合物最优尺寸。实验结果表明,相对于传统1-3型压电复合材料,3-2-2型新型复合材料换能器的机电耦合系数提高了0.02,发射电压响应提高了2 dB。因此,3-2-2型新型复合材料有望开发出高性能压电换能器。 展开更多
关键词 1-3型压电复合材料 有限元 发射电压响应 3-2-2型新型压电复合材料 有效机电耦合系数
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ADP及KDP晶体纵向压电系数d_(33)的计算及其验证
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作者 王越 常新安 +1 位作者 刘国庆 蒋毅坚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期702-704,714,共4页
ADP(磷酸二氢铵)和KDP(磷酸二氢钾)晶体都属于42m点群,是20世纪早期的著名压电晶体,具有易于大尺寸生长的优点。但它们在主轴坐标系中只有厚度切变压电系数(d14,d36),没有纵向压电系数(d33,k33),而这种纵向压电效应在实际应用中较多。... ADP(磷酸二氢铵)和KDP(磷酸二氢钾)晶体都属于42m点群,是20世纪早期的著名压电晶体,具有易于大尺寸生长的优点。但它们在主轴坐标系中只有厚度切变压电系数(d14,d36),没有纵向压电系数(d33,k33),而这种纵向压电效应在实际应用中较多。本文通过利用坐标变换的方法,计算了这两种晶体纵向压电性能在空间的分布。通过计算,首先我们发现这两种晶体在空间存在着纵向伸缩压电效应,其次我们还得到了它们在空间的纵向压电系数的最大值和切型。ADP晶体:d33,m ax=8.66×10-12C/N,切型为(xywl)45°/50°;k33,m ax=0.07,切型为(xywl)45°/50°。KDP晶体:d33,m ax=4.54×10-12C/N,切型为(yzlw)45°/55;°k33,m ax=0.04,切型为(yzlw)45°/48°。ADP晶体的纵向压电性能略好于KDP。另外,本文还分别对上述计算结果进行了实验验证,实验结果与计算结果基本一致。对两种晶体压电器件的进一步开发和利用具有理论指导意义。 展开更多
关键词 磷酸二氢钾 磷酸二氢铵 压电效应 机电耦合系数 切型
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