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《武汉理工大学》 2006年
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xPMnS-(1-x)PZN压电陶瓷在水声换能器中的应用

赵然  
【摘要】:水声换能器的性能很大程度上决定于器件的设计及完成水声信号的接收与发射的压电陶瓷的性能。根据水声技术的应用要求,研制了收发两用型水声换能器。根据水声换能器的结构对性能的影响,设计了短圆柱型水声换能器。根据收发两用水声换能器对压电陶瓷材料性能的要求,制备了钙钛矿结构的xPMnS-(1-x)PZN压电陶瓷,系统研究了压电陶瓷材料的结构、介电与压电性能,分析了不同成型方法与材料组成、结构与性能之间的关系。 结果表明,粉末电磁成型方法制备的陶瓷结构致密、晶粒大小均匀,压电与介电性能普遍优于干压法成型和气动冲压成型,且得到综合性能最适于收发两用型水声换能器的0.6PMnS-0.4PZN陶瓷,其性能可达到d_(33)=331pC/N、k_p=0.44、ε_(33)~T/ε_0=1759、Q_m=608和tanδ=5.0‰。短圆柱型结构适合于收发两用型水声换能器,当压电陶瓷采用陈列式并联设计时,与单圆盘短圆柱换能器相比,获得了较大的声电转换效率及好的接收与发射灵敏度,并且可得到好的指向性。将此0.6PMnS-0.4PZN材料应用于并联式短圆柱结构中,声电转换效率可达到28%,且带宽可达到9kHz,发射灵敏度达到164dB,接收灵敏度达到-179.7dB。完全可以满足收发两用水声换能器要求。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB565.1

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