压电陶瓷及其应用PDF电子书下载

目 录 1

第一章压电陶瓷的结构与压电性 1

§1—1压电陶瓷的内部结构 1

（一）压电陶瓷是多晶体 1

（二）晶体的内部结构 3

（三）晶体结构随温度变化的情况 8

§1—2压电陶瓷的自发极化与电畴 10

（一）自发极化的产生 10

（二）电畴和电畴的运动 13

（三）铁电性与电滞回线 17

§1—3压电效应及压电效应表示式 19

（一）陶瓷的压电效应 19

（二）正压电效应表示式 22

（三）逆压电效应表示式 28

§1—4压电陶瓷的参数 31

（一）介电常数 32

（二）介质损耗 34

（三）弹性常数 36

（五）压电常数 38

（四）机械品质因子Qm 38

（六）机电耦合系数k 41

（七）频率常数N 41

第二章压电陶瓷的改性 43

§2—1压电陶瓷的相图 43

（一）相 图 43

（二）锆钛酸铅固溶体的相图 45

（三）三元系压电陶瓷的室温相图 52

§2—2锆钛酸铅陶瓷的取代元素改性 58

（一）“软性”添加物 63

§2—3锆钛酸铅陶瓷的添加物改性 63

（二）“硬性”添加物 67

（三）其他添加物 70

§2—4三元系陶瓷的改性 71

§2—5实用压电陶瓷的配方举例 75

（一）陶瓷滤波器的材料配方 75

（二）水声换能器的材料配方 77

（三）电声器件的材料配方 77

（四）高压发生、引燃引爆等材料的配方 78

§2—6压电陶瓷性能的稳定性 80

（一）时间稳定性 81

（二）温度稳定性 84

（三）现有改善稳定性的途径 90

第三章 压电陶瓷生产工艺 93

§3—1配 料 93

（一）配方的计算 93

（二）原料的选择和处理 99

§3—2混合和粉碎 101

§3—3预 烧 105

（一）影响固相反应的主要因素 105

（二）锆钛酸铅陶瓷的生成过程 108

（三）预烧工艺 110

§3—4成型与排塑 111

（一）成 型 111

（二）排 塑 116

§3—5烧 成 119

（一）烧成过程 119

（二）晶粒大小和密度与性能的关系 121

（三）影响烧成质量的主要因素 125

（四）烧成工艺 134

§3—6上电极 137

（一）烧渗银层方法 138

（二）真空蒸镀方法 141

（三）化学沉银和化学沉铜的方法 142

§3—7极 化 143

（一）极化电场 144

（二）极化温度 147

（三）极化时间 150

（四）极化工艺 151

（五）高温极化 152

§3—8压电陶瓷新工艺 154

（一）化学方法制备粉料 155

（二）热 压 156

（三）通 氧 162

（四）气氛烧成法 163

第四章 压电陶瓷的测量 165

§4—1压电振子的谐振特性与等效电路 165

（一）压电振子的谐振特性 165

（二）压电振子的等效电路 168

§4—2“谐振——反谐振”方法的测量线路 173

（一）简单的测量线路 174

（二）常用的测量线路 175

（三）等效电阻R1的测量方法 178

§4—3压电陶瓷材料主要参数的确定 179

（一）陶瓷材料的主要参数 179

（二）材料参数σ、Kp、Qm、ε33？和tanδ的确定 181

（三）材料参数k31、S11？（或Y）和d31的确定 183

（四）材料参数k33、S33？、S33？和d33的确定 186

（五）材料参数k15、S55？、S55？、ε11？、ε11？和d15的确定 188

（六）材料参数kt、ε33？和C33？的确定 190

（七）材料参数S11？、S12？、S13？、S66？、S13？、S66？、g33、g31和g15的确定 191

（八）确定kt和k15的其他方法 192

§4—4测量压电常数d33的静态方法 196

第五章压电陶瓷滤波器 199

§5—1滤波器的一般性质 199

（一）什么叫滤波器 199

（二）滤波器的分类 200

（三）滤波器的特性 201

§5—2压电陶瓷滤波器 206

（一）单片压电振子的滤波作用 206

（二）两片压电振子组合后的滤波作用 207

（三）陶瓷滤波器的几种结构型式 209

§5—3压电振子的振动模式 211

（一）压电振子的伸缩振动模式 212

（二）压电振子的厚度切变振动模式 217

（三）压电振子的弯曲振动模式 217

（四）压电振子的能阱振动模式 220

§5—4梯型滤波器的衰耗特性和特性阻抗 225

（一）理想的梯型滤波器的衰耗特性和特性阻抗 225

（二）实际的梯型滤波器的衰耗特性 229

（二）滤波器的激励电平对滤波器特性的影响 233

（一）陶瓷滤波器的阻抗 233

§5—5制作和使用陶瓷滤波器的注意事项 233

（三）陶瓷滤波器的“掉点” 235

（四）陶瓷滤波器中出现的啸叫声 237

（五）决定滤波器带宽的主要因素 238

（六）陶瓷滤波器调整装配中的问题 239

§5—6陶瓷滤波器中的均衡器 240

§5—7陶瓷滤波器的主要术语和定义 243

§5—8陶瓷滤波器的测量 247

（一）振子的测量 247

（二）滤波器性能的测量 248

（三）测量中应注意的几个问题 251

第六章 压电陶瓷的其他应用 253

§6—1压电陶瓷电声器件 253

（一）压电陶瓷送话器 253

（二）压电陶瓷扬声器 259

§6—2压电陶瓷水声换能器 261

（一）夹心型振子 263

（二）喇叭型振子 265

（三）圆筒型振子 267

（四）弯曲振动型振子 270

（五）增压型振子 271

（六）球壳型振子 272

§6—3压电陶瓷在测量仪器中的应用 273

（一）压电加速度计 273

（二）压电陀螺 277

（三）压电传动器 280

（四）陶瓷压力计 281

（五）压电流量计 282

（六）钛酸铅红外热电探测器 283

（一）压电陶瓷变压器的工作原理 285

§6—4压电陶瓷变压器 285

（七）其 他 285

（二）压电陶瓷变压器的工作特性 288

（三）压电陶瓷变压器的应用 292

（四）压电陶瓷变压器的其他型式 296

§6—5压电陶瓷表面波器件 298

（一）瑞利表面波 299

（二）陶瓷表面波的产生和检出 301

（三）陶瓷表面波延迟线 304

（四）陶瓷表面波滤波器 307

§6—6压电陶瓷电光器件 308

（一）电光调制 309

（二）压电陶瓷的极化状态 312

（三）压电陶瓷的电光效应 313

（四）透明陶瓷电光效应的应用 317

附录一σ与fr1/fr关系的数值表 324

附录二kp与？f/fs关系的数值表 325

附录三k31与？f/fs关系的数值表 343

附录四 k33与？f/fp关系的数值表 348

附录五kt和k15的数值表 352

附录六有关化合物的化学分子式与分子量 356