超声波流量计探头及换能器原理  一零三

[11]压电材料的热稳定性--这是指压电材料在居里点以下的一定温度范围连续工作一段时间后其压电性能不变或无退化的特性，特别对于高温环境下工作的换能器，应选取热稳定性好的材料。

以上11项是我们选择压电材料制作超声检测换能器时的主要考虑因素和选择原则，应视具体应用情况和需要作综合考虑，适当选择。

表5a-c列出了部分压电材料性能参数的参考数据，表中ZnO的0°和90°是指多晶薄膜结晶学中小晶胞c轴与薄膜法线之间的夹角。

表5a：石英、锆钛酸铅的性能参数

表5b：钛酸钡、钛酸铅、硫酸锂、碘酸锂、铌酸锂、铌酸铅、偏铌酸铅的性能参数

表5c：偏铌酸铅钡、锆钛锡酸铅、铌酸铅钡钠、锂、铌酸钾钠、铌酸钠锂、PVF2、PVDF、氧化锌薄膜的性能参数

三.压电材料的分类

1.第一类压电材料--压电单晶

这是天然形成或人工制成的、具有各向异性的单晶铁电体材料，它具有的压电效应是基于组成晶体结构的点阵上正负离子相对位置变化而引起的。常用的压电单晶有：

石英（SiO2）：这是天然形成或人工培育（人造水晶）的晶体，均匀性好，居里点高；阻抗高，机械Q值（Qm）大；硬度高、耐磨性好；不会潮解；性能极稳定，老化极慢极小，而且其性能随温度的变化极小，可获得不随时间而变的线性频率温度系数；损耗小，可用于极高的频率；绝缘性能好，能在高电压下使用；能用于较高和极低的温度环境等。由于石英具备了许多优越的性能，故至今仍被广泛应用，特别是用作标准换能器以及例如电脑设备中的时间振荡器等。

它的缺点是机电变换效率低，使系统回路的增益较低。

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