《超声换能器材料》

第一章 用作换能器材料的磁致伸缩金属和压磁陶瓷 Y．Kikuchi1

1．引言1

1．1 超声发生器和检测器1

1．2 磁致伸缩滤波器3

2．磁致伸缩原理4

2．1 静态磁致伸缩现象4

2．2 磁致伸缩力6

2．3 磁致伸缩常数7

2．4 材料的判据12

2．5 流体静压力对磁致伸缩的影响14

2．6 机械应力对磁致伸缩的影响14

3．涡流对材料常数的影响16

4．静态和动态磁致伸缩现象之间的关系19

5．材料测量方法22

5．1 动阻抗法22

5．2 在流体静压力下的测量22

5．3 静态压应力下的测量23

6．1 镍24

6．材料的磁致伸缩特性24

6．2 镍-铁合金30

6．3 铝-铁合金32

6．4 其他金属35

6．5 钴Rondel37

6．6 铁氧体38

6．7 多晶金属中磁致伸缩特性的理论模型42

7．1 理论探讨44

7．大讯号工作的考虑47

7．2 实验研究49

参考文献56

第二章 压电晶体和压电陶瓷 D．Berlincourt66

1．引言66

2．1 基本作用和线性静态方程67

2．压电学基础69

2．2 晶体对称性的影响69

2．3 压电耦合系数69

3．压电元件的振动模式75

3．1 低频模式76

3．2 高频模式或厚度模式80

3．3 有效耦合系数——压电谐振子82

4．铁电现象84

4．1 概论84

4．2 铁电体中的压电现象——压电陶瓷85

4．3 非线性——畴效应86

4．4 相变87

5．1 概论89

5．压电材料中的耗散89

5．2 损耗对换能器效率和功率容量的影响91

6．重要压电晶体的参数95

6．1 较老的压电晶体95

6．2 较新的压电晶体97

7．压电陶瓷的参数105

7．1 概要105

7．2 压电陶瓷的老化和高静态应力的效应115

符号124

参考文献127

第三章 100MHz以上工作的超声器件的压电换能器材料和工艺 A．H．Meitzler134

1．引言134

1．1 本章范围134

1．2 采用压电换能器的高频超声器件的等效电路分析结果135

1．3 适用于高频应用的换能器材料特性和声介质材料特性141

2．粘接薄片换能器的材料和工艺150

2．1 单晶材料150

2．2 陶瓷换能器材料163

2．3 高频换能器的粘接工艺和磨抛工艺167

3．蒸发的和溅射的薄膜换能器172

3．1 硫化镉薄膜和氧化锌薄膜的电弹特性172

3．2 硫化镉薄膜换能器的蒸发工艺174

3．3 氧化锌换能器的溅射工艺177

3．4 可能用作薄膜换能器的其他化合物182

4．结束语184

参考文献185