超聲波流量計探頭及換能器原理  一零三

[11]壓電材料的熱穩定性--這是指壓電材料在居里點以下的一定溫度范圍連續工作一段時間后其壓電性能不變或無退化的特性，特別對于高溫環境下工作的換能器，應選取熱穩定性好的材料。

以上11項是我們選擇壓電材料制作超聲檢測換能器時的主要考慮因素和選擇原則，應視具體應用情況和需要作綜合考慮，適當選擇。

表5a-c列出了部分壓電材料性能參數的參考數據，表中ZnO的0°和90°是指多晶薄膜結晶學中小晶胞c軸與薄膜法線之間的夾角。

表5a：石英、鋯鈦酸鉛的性能參數

表5b：鈦酸鋇、鈦酸鉛、硫酸鋰、碘酸鋰、鈮酸鋰、鈮酸鉛、偏鈮酸鉛的性能參數

表5c：偏鈮酸鉛鋇、鋯鈦錫酸鉛、鈮酸鉛鋇鈉、鋰、鈮酸鉀鈉、鈮酸鈉鋰、PVF2、PVDF、氧化鋅薄膜的性能參數

三.壓電材料的分類

1.第一類壓電材料--壓電單晶

這是天然形成或人工制成的、具有各向異性的單晶鐵電體材料，它具有的壓電效應是基于組成晶體結構的點陣上正負離子相對位置變化而引起的。常用的壓電單晶有：

石英（SiO2）：這是天然形成或人工培育（人造水晶）的晶體，均勻性好，居里點高；阻抗高，機械Q值（Qm）大；硬度高、耐磨性好；不會潮解；性能極穩定，老化極慢極小，而且其性能隨溫度的變化極小，可獲得不隨時間而變的線性頻率溫度系數；損耗小，可用于極高的頻率；絕緣性能好，能在高電壓下使用；能用于較高和極低的溫度環境等。由于石英具備了許多優越的性能，故至今仍被廣泛應用，特別是用作標準換能器以及例如電腦設備中的時間振蕩器等。

它的缺點是機電變換效率低，使系統回路的增益較低。

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