怎样确定压电陶瓷材料适不适合超声波设备

一、介电常数￡应适中。

通常介电常数为10到1000。如果介电常数太大，则将导致叉指电极之间直接耦合。如果介电常数太小，则阻抗将太大，并且不容易匹配。电路与压电陶瓷换能器之间的连接。在单组分压电陶瓷中，除BaTiO3的介电常数为1700外，PbTiO3体系和PbNb2O6都较小，约为200，可以很好地用作高频超声表面波器件的压电材料。其他二元和多组分压电陶瓷材料的介电常数为200-1000，正好满足中等介电常数的要求。

二、通过加工，可获得适合于制造叉指电极的良好表面。

单晶材料非常致密，并且在诸如切割和抛光的后续处理之后，表面是理想的。压电陶瓷通常由具有不同成分的粉末材料制成。经过一系列处理，在高温下烧结，因此其晶粒尺寸和孔径是用于超声波表面波装置的压电陶瓷材料的主要指标。它不仅决定了材料的光滑度，而且还决定了设备的工作频率。

三、超声波面波的传输衰减应小。

超声波表面波传输的衰减，与压电陶瓷材料本身的物理特性和表面状态有关。如果孔和晶粒太大，则将引起散射损耗，同时晶粒之间振动期间的摩擦损耗也将导致衰减。因此，除了过程处理之外，还必须通过选择材料来确定。

四、机电耦合系数需尽可能高以提高机电转换效率。

机电耦合系数反映了压电材料的机械能和电能之间的转换效率，这是一个非常重要的指标。不仅与材料的弹性，介电性能和压电性能密切相关，而且与不同的振动模式也有密切关系。为了提高转换效率，机电耦合系数越大越好。这也可以减少信号处理期间的能量损失。压电陶瓷材料的机电耦合系数相对较大，因此这对于压电陶瓷而言是容易的。

五、温度特性更好。

为了确保装置的稳定性，材料的温度特性应良好，频率老化率应较小，尤其是声表面波延迟的温度系数应尽可能小。这是因为一旦确定了叉指的手指，操作频率也就固定了，并且叉指的操作频率和宽度的主要设计基础，是超声波表面波延迟时间，即声速。因此一旦时间延迟改变，工作频率就会改变，这将导致设备无法正常工作。

六、一致性和重复性更好。

批量生产该设备时，相同材料或同一批次材料的局部区域之间的性能差异应较小，以便设备可以正常工作。这对压电单晶影响很小，因为压电单晶材料的稠度和重复性较好，但是压电陶瓷材料的影响更大。影响材料分散性的主要因素是原材料的分散性，成分的称重偏差，烧结温度和时间控制。