Method Article

توصيف يشبع مجموعة المواد الثوابت ومنها الاعتماد درجة الحرارة لمواد الكهروإجهادية عن طريق الرنين الموجات فوق الصوتية الطيفي

DOI:

10.3791/53461

⸱

April 27th, 2016

 , 
1Key Laboratory of Underwater Acoustic Communication and Marine Information Technology, Xiamen University, 2Department of Mathematics and Material Research Institute, The Pennsylvania State University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول إجراء قياس الاعتماد على درجة الحرارة لثوابت المواد الكاملة للمواد الكهروإجهادية باستخدام التحليل الطيفي بالموجات فوق الصوتية بالرنين (RUS).

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أثناء تشغيل الأجهزة الكهربائية عالية الطاقة، وارتفاع درجة الحرارة أمر لا مفر منه بسبب الخسائر الميكانيكية والكهربائية، مما تسبب في تدهور أداء الجهاز. من أجل تقييم هذه انحطاط باستخدام المحاكاة الحاسوبية، وهناك حاجة إلى كامل خصائص المواد المصفوفة في درجات حرارة مرتفعة كمدخلات. ومن الصعب للغاية لقياس هذه البيانات للمواد متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف بسبب القوي طبيعة متباين الخواص والممتلكات الاختلاف بين عينات من هندستها مختلفة. لأن درجة الاستقطاب هي حالة الحدودية التابعة، البيانات التي تم الحصول عليها من قبل IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) تقنية مقاومة الرنين، الأمر الذي يتطلب عدة عينات مع هندستها مختلفة اختلافا جذريا، وعادة ما تفتقر إلى الاتساق الذاتي. الطيفي الموجات فوق الصوتية الرنانة (RUS) تسمح تقنية كاملة الثوابت مجموعة المواد التي سيتم قياسها باستخدام عينة واحدة فقط، والتي يمكن التخلص من الأخطاء الناجمة عن عينة لعينة variatأيون. ويتجلى إجراء RUS مفصل هنا باستخدام تيتانات zirconate الرصاص (PZT-4) عينة piezoceramic. في المثال، تم قياس مجموعة كاملة من الثوابت المادية من درجة حرارة الغرفة إلى 120 درجة مئوية. قياس الثوابت عازلة خالية figure-abstract-1 و figure-abstract-2 كانت مقارنة مع تلك المحسوبة على أساس البيانات مجموعة كاملة قياس، والثوابت كهرضغطية د 15 و د 33 وحسبت أيضا باستخدام صيغ مختلفة. تم التوصل إلى اتفاق ممتاز في مجموعة كاملة من درجات الحرارة، التي أكدت الاتساق الذاتي من مجموعة البيانات التي حصلت عليها RUS.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الرصاص تيتانات zirconate (PZT) السيراميك كهرضغطية، (1-س) PbZrO 3 -xPbTiO 3، وتم مشتقاته تستخدم على نطاق واسع في محولات بالموجات فوق الصوتية، وأجهزة الاستشعار والمحركات منذ 1950s 1. وتستخدم العديد من هذه الأجهزة الكهروميكانيكية في نطاقات ارتفاع في درجة الحرارة، مثل مركبات الفضاء وتحت الأرض قطع الأشجار بشكل جيد. وعلاوة على ذلك، وأجهزة عالية الطاقة، مثل محولات الطاقة العلاجية بالموجات فوق الصوتية، محولات كهرضغطية وأجهزة العرض السونار، في كثير من الأحيان حرارة تصل خلال العملية. وهذه الارتفاعات في درجة الحرارة تغيير ترددات الرنين والنقطة المحورية لمحولات الطاقة، مما تسبب في تدهور الأداء شديد. ركزت كث....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التحضير 1. عينة

ملاحظة: PZT-4 عينات السيراميك من الحجم المطلوب يمكن طلب مباشرة من العديد من مصنعي السيراميك PZT. يمكن للمرء أيضا قطع عينة من أكبر كتلة السيراميك PZT باستخدام آلة قطع الماس، ثم repole العينة لاستعادة depoling الناجمة عن قطع وصقل. هنا، في شكل عينة هو متوازي مع كل البعد بين 3 ملم و 10 ملم. عينات أكبر حجما ليست ضرورية ولكن دقة قد يكون خطر إذا عينات صغيرة جدا.

  1. تلميع الأسطح من عينة مستطيلة منشور ذو قاعدة على شكل متوازي الأضلاع على قرص زجاجي عن طريق آل 2

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في نظام العد LM المستخدمة في انقلاب هو الحد الأدنى مكتشف المحلي. ولذلك، فإن القيم الأولية من الثوابت صلابة مرنة figure-results-1 ، figure-results-2 ، figure-results-3 ، figure-results-4 و

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقنية RUS الموصوفة هنا يمكن قياس الثوابت الكاملة المواد مجموعة باستخدام عينة واحدة فقط، مما يلغي الأخطاء الناجمة عن تغير الملكية من عينة لعينة بحيث الاتساق الذاتي يمكن أن تكون مضمونة. هذه الطريقة يمكن أن تستخدم في أي مادة صلبة مع عامل جودة عالية س، بغض النظر إذا كانت كهرضغطية أم لا. وتتطلب جميع التقنيات توصيف قياسية أخرى عدة عينات للحصول على البيانات مجموعة كاملة ويصعب الحصول على بيانات متسقة ذاتيا.

من المهم قياس.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (المنحة رقم 11374245) ، والمعاهد الوطنية للصحة بموجب المنحة رقم P41-EB2182 ، ومؤسسة العلوم الطبيعية لمقاطعة فوجيان ، الصين (المنحة رقم 2013J01163) ، وصندوق البحوث المفتوح للمختبر الرئيسي للصوتيات ، الأكاديمية الصينية للعلوم (المنحة رقم 1000). SKLA201306).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
PZT-4TRS
البارافينMTI Corporation8002-74-2
طلاء فضي موصلMG Chemicals842-20G
Al2< / sub>O3< / sub> مسحوقMTI Corporation
اقتران الشحومPanametrics

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Jaffe, B., Cook, W. R., Jaffe, H. Piezoelectric Ceramics. , Academic Press. (1971).
  2. Chaussy, C., Thuroff, S., Rebillard, X., Gelet, A. Technology insight: High-intensity focused ultrasound for urologic cancers. Nat. Clin. Pract. Urol. 2, 191-198 (2005).
  3. Haar, G. T., Coussios, C.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Resonant Ultrasound SpectroscopyPiezoelectric Material ConstantsTemperature Dependence MeasurementPZT 4 Ceramic SampleElastic Constants AnalysisDielectric Constants ComparisonPiezoelectric Constants CalculationImpedance Analyzer SetupDynamic Resonance SystemSelf Consistent Data Validation

Related Articles