Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

Liguo Tang; Wenwu Cao

doi:10.3791/53461

Method Article

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

DOI:

10.3791/53461

⸱

April 27th, 2016

Liguo Tang¹ , Wenwu Cao²

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

Summary

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

Bu protokol, rezonans ultrason spektroskopisi (RUS) kullanılarak piezoelektrik malzemelerin tam set malzeme sabitlerinin sıcaklığa bağımlılığını ölçme prosedürünü açıklar.

Abstract

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

Yüksek güç elektromekanik cihazların operasyon sırasında, bir sıcaklık artışı cihazı performansının azalmasına neden, mekanik ve elektrik kayıplara kaçınılmazdır. Bilgisayar simülasyonları kullanılarak bu bozulmaları değerlendirilmesi amacıyla, yükseltilmiş sıcaklıklarda tam matris malzeme özellikleri girdi olarak ihtiyaç vardır. Dolayı farklı geometriye örnekleri arasında güçlü anizotropik doğa ve mülkiyet değişimine ferroelektrik malzemeler için bu tür verileri ölçmek için son derece zordur. depolarizasyon derecesi büyük ölçüde farklı geometriye sahip birkaç örnek gerektirir IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) empedans rezonans tekniği ile elde edilen sınır koşulu bağımlı, veri olduğundan, genellikle kendini tutarlılık eksikliği. Rezonans ultrason spektroskopisi (RUS) tekniği tam set malzeme sabitleri variat numuneden kaynaklanan hataları ortadan kaldırmak, hangi sadece bir örnek kullanılarak ölçülebilir sağlariyon. Ayrıntılı RUS prosedürü kurşun zirkonat titanat (PZT-4) piezoseramikli numune kullanılarak burada gösterilmiştir. Örneğin, malzeme sabitler complete set, 120 ° C ila oda sıcaklığında ölçüldü. Ölçülen ücretsiz dielektrik sabitleri figure-abstract-1 ve figure-abstract-2 ölçülen tam set verilere dayanarak hesaplanan olanlarla karşılaştırıldığında vardı ve piezoelektrik sabitleri ₁₅ d ve ₃₃ farklı formüller kullanılarak hesaplanmıştır d. Mükemmel anlaşma RUS ile elde edilen veri setinin kendini tutarlılığı teyit sıcaklıklar, tüm aralığı tespit edildi.

Introduction

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

Kurşun zirkonat titanat (PZT) piezoelektrik seramikler, (1-x) ₃ -xPbTiO ₃ PbZrO ve türevleri yaygın 1950'lerden ¹ beri ultrasonik dönüştürücüler, sensörler ve aktüatörler kullanılmaktadır. Bu elektromekanik cihazların birçoğu, uzay araçları ve yeraltı kuyu giriş yüksek sıcaklık aralıkları, kullanılır. Ayrıca, bu tür tedavi ultrasonik dönüştürücüler, piezoelektrik transformatörler ve sonar projektörler, operasyon sırasında sık sık ısınma gibi yüksek güç aygıtları. Böyle bir sıcaklık artışları ciddi bir performans düşüşü neden rezonans frekanslarını ve dönüştürücüler odak noktası değişecektir. Yüksek yoğunluklu zaten tümörlerin tedavisi....

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

Protocol

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

1. Numune Hazırlama

Not: İstenilen büyüklükte PZT-4 seramik örnekleri doğrudan birçok PZT seramik üreticileri sipariş edilebilir. Bir de daha sonra, bir elmas kesme makinesini kullanarak daha büyük bir PZT seramik blok örnek kesim kesme ve cilalama neden depoling geri örneği repole olabilir. Burada, örnek şekil 3 mm ile 10 mm arasında, her boyutu olan bir paralel yüzlü olan. Daha büyük boyutlu örnekleri gerekli değildir, ancak örnekler çok küçük ise hassasiyeti tehlikeye olabilir.

Al ₂ O ₃ Tozlar kullanarak bir pleksiglas disk üzerinde bir dikdörtgen prizma Örneğinin Yüzeyler lehçe.
1. İlk olarak, 60....

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

Results

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

inversiyon kullanılan LM Algoritma yerel minimum bulucu. Bu nedenle, elastik sertlik sabitleri başlangıç değerleri figure-results-1 , figure-results-2 , figure-results-3 , figure-results-4 , ve figure-results-5 Ve piezoelektrik sabitleri, <....

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

Discussion

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

Burada anlatılan RUS teknik böylece kendini tutarlılık garanti edilebilir numuneden numuneye mülkiyet değişimi kaynaklanan hataları ortadan kaldırır sadece bir örnek, kullanarak tam set malzeme sabitleri ölçebilirsiniz. bunlar piezoelektrik ya da değil yöntem olup, yüksek bir kalite faktörü Q bir katı madde için bir madde de kullanılabilir. Tüm diğer standart karakterizasyon teknikleri tam set veri almak için birkaç örnek gerektiren ve kendi içinde tutarlı veri elde etmek zordur.

İşte tam el.......

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

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Acknowledgements

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

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Hibe No. 11374245), Hibe No. P41-EB2182 kapsamında NIH, Çin'in Fujian Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (Hibe No. 2013J01163) ve Çin Bilim Akademisi Devlet Anahtar Akustik Laboratuvarı Açık Araştırma Fonu (Hibe No. SKLA201306).

....

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

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number
PZT-4	TRS
parafin	MTI Corporation	8002-74-2
iletken gümüş boya	MG Kimyasalları	842-20G
Al_{2< / sub>O_{3< / sub> Toz}}	MTI Corporation
kaplin gresi	Panametrics

References

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

Jaffe, B., Cook, W. R., Jaffe, H. Piezoelectric Ceramics. , Academic Press. (1971).
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).
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

Tam Set Malzeme sabitleri Karakterizasyonu ve rezonans Ultrason Spektroskopisi kullanarak Piezoelektrik Malzemelerin Onların Sıcaklık Bağımlılığı

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles