【摘 要】
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压电材料全矩阵材料系数(弹性系数、压电系数及介电系数)的精确定征,无论对于压电材料研究人员,还是对于利用压电材料进行声学器件设计的研究人员,皆非常重要。迄今为止,定征
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压电材料全矩阵材料系数(弹性系数、压电系数及介电系数)的精确定征,无论对于压电材料研究人员,还是对于利用压电材料进行声学器件设计的研究人员,皆非常重要。迄今为止,定征压电材料全矩阵材料参数,运用最为广泛的技术是IEEE压电标准建议的电谐振技术与超声脉冲-回波技术。采用上述技术定征压电材料全矩阵材料参数必须采用多块尺寸差异显著的样品,而多样品定征技术的最大缺点是定征结果有可能不自洽。本文运用超声谐振谱(RUS)技术测量压电材料的全矩阵材料参数。RUS技术只需要一块样品即可定征压电体的全矩阵材料参数,从而保证了定征结果的自洽。近二十年来,新型高性能压电材料—弛豫铁电单晶,如铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-PT)与铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅(PIIN-PMN-PT)等,由于其超高压电性能而备受重视,相关研究发展迅猛。该类压电单晶对于开发下一代高性能传感器和换能器具有革命性意义。宏观与微观材料特性的表征一直是弛豫铁电单晶研究的重要工作之一。本文首先对压电材料全矩阵材料参数RUS定征技术基本理论及实施方案进行了介绍;进一步,利用RUS技术对压电陶瓷(PZT-8),[111]向切割极化的铌镁酸铅-钛酸铅(PMN-28PT)单晶,及[011]向切割极化的铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅(PIN-43PMN-29PT)单晶的全矩阵材料系数进行了定征,并对定征结果进行了自洽验证。上述材料皆具有较高的机械品质因子(QM),故非常适宜采用RUS技术对其全矩阵材料参数进行定征。本文研究成果将促进先进压电材料全矩阵材料参数单样品定征技术的发展。
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