超声波流量计探头及换能器原理  一零八

4.第四类压电材料--复合压电材料及氧化锌压电薄膜

复合压电材料是将强介电性陶瓷微粒分散混合于高分子材料中而构成的，其处理和使用与高分子压电材料一样，其压电性能不仅依赖于陶瓷粒子，也和作为基体的高分子材料的种类有很大关系，特别是和PVDF及氟化亚乙烯基等介电率高的高分子的复合系，可用作强压电性材料。这种压电材料无需像其他高分子压电体那样作延伸处理，内部各向同性，随基体高分子种类的变化，可获得较大的弹性率变化范围，特别是可以热压成型，实用上很方便。如PVDF和PZT系的复合材料，其压电性能和介电性能很稳定，这类材料已达实用阶段，在应用方面与压电高分子聚合物材料很相似。

氧化锌（ZnO）压电薄膜（利用真空喷涂工艺制成）用于超高频超声波发生与接收换能器，可用于30-3000兆赫兹频段且效果很好，它能用于物质特性的研究、超声延迟线、声光器件、通讯和信息处理以及超声显微镜等，具有频带宽，电声转换效率好，与激励电路容易匹配等。

除此以外，还有硫化镉（CdS）、氮化铝（AlN）等也是较好的压电薄膜材料。

§6.1压电振子的振动模式

压电材料的机电转换是通过某一尺寸和形状的压电振子在某种特定条件下产生振动来实现的。压电振子的振动方式（振动模式）的种类很多，不过，通常可以将这些振动模式分为三大类，即：

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