BNT基三元系无铅压电陶瓷 压电陶瓷的多组元化是改善陶瓷电学性能的主要方法.相比于Pb(Zr，Ti)O3二元系陶瓷，铅基三元系或多元系压电陶瓷具有明显的优点:较好的烧结性能，烧结温度烧结时PbO挥发少，易获得气孔率小，密度高的均匀瓷体;材料的机电耦合系数、介电常数和机械品质因数等参数较Pb(Zr，压电陶瓷球冠，Ti)O3有所提高;三元系或多元系陶瓷相界为一条线或一个面，配方可在线或面附近变动，从而可较大幅度地改变组成，获得性能各异的陶瓷，满足特定应用的需要.
利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动，压电陶瓷圆管，在频率高于75kHz的情况下，是不可能达到此目的的。所以，压电陶瓷，在高频率探测中，必须使用垂直厚度振动模式的压电陶瓷。在这种情况下，压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s，而空气的声阻抗为4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。一种特殊材料粘附在压电陶瓷上，作为声匹配层，可实现与空气的声阻抗相匹配。这种结构可以使超声波传感器在高达数百kHz频率的情况下，仍然能够正常工作。
为了确定换能器的工作状态，必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式.换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时，描写它的机械振动系统的力和振速的关系式，压电陶瓷半球，而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的. 由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的，所以机械系统的振动会影响到电路的平衡，而电路的变化也会影响到机械系统的振动，因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性.
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