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第一章 引言1

第二章 晶体的物理性质6

2.1 晶体的特征6

2.2 晶体的宏观对称性9

2.2.1 对称要素和对称操作9

2.2.2 晶体的32种宏观对称型和国际符号11

2.2.3 晶体定向和结晶符号15

2.2.4 晶片定向标准23

2.3 晶体的物理性质29

2.3.1 晶体的介电性30

2.3.2 晶体的弹性32

2.3.3 晶体的压电性41

2.3.4 晶体的铁电性45

2.3.5 压电方程52

2.4.1 张量变换65

2.4 坐标变换65

2.4.2 矩阵变换74

2.4.3 任意切割晶片的电弹常数的变化89

2.4.4 各种压电晶体的常数矩阵94

参考文献97

第三章 压电材料99

3.1 压电材料的重要参数100

3.1.1 弹性、介电和压电常数100

3.1.2 机电耦合系数100

3.1.3 介质损耗因子tanδE和电学品质因数QE102

3.1.4 机械损耗因子tanδM和机械品质因数QM104

3.1.5 频率常数N106

3.1.6 老化106

3.1.7 温度稳定性和居里点108

3.1.9 额定动态抗张强度110

3.1.10 高静态应力对材料性能的影响110

3.1.8 电退极化110

3.2 压电单晶体115

3.2.1 压电石英晶体115

3.2.2 铌酸锂120

3.2.3 罗谢耳盐122

3.2.4 磷酸二氢铵晶体123

3.3 压电陶瓷124

3.3.1 钛酸钡压电陶瓷125

3.3.2 锆钛酸铅压电陶瓷126

3.3.3 偏铌酸铅压电陶瓷127

3.3.4 铌酸钾钠压电陶瓷127

3.3.5 钛酸铅压电陶瓷128

3.4 几种新型压电材料129

3.4.1 压电高聚物130

3.4.2 压电复合材料132

参考文献134

3.4.3 玻璃陶瓷134

第四章 压电陶瓷常用振动模的等效图137

4.1 集总参数模138

4.1.1 压电陶瓷薄圆环的径向对称模138

4.1.2 压电陶瓷薄球壳的球对称模143

4.2 电场垂直长度的长度伸缩晶片146

4.2.1 电路状态方程式147

4.2.2 机械振动方程式147

4.2.3 机电等效图147

4.2.4 自由振动情况149

4.3 电场平行于波传播方向的厚度剪切晶片153

4.3.1 电路状态方程式153

4.3.2 机械振动方程式154

4.3.3 机电等效图156

4.3.4 自由振动情况156

4.4 电场平行于波传播方向的厚度伸缩晶片158

4.3.1 电路状态方程式159

4.5 电场平行于长度的长度伸缩晶片159

4.5.2 机械振动方程式160

4.5.3 机电等效图161

4.5.4 自由振动情况162

4.6 薄圆片的径向振动162

4.6.1 柱坐标中的基本方程162

4.6.2 基本方程的简化164

4.6.3 机电等效图165

4.7 小结169

4.8 机电耦合系数170

4.8.1 定义171

4.8.2 横向机电耦合系数k31172

4.8.3 厚度剪切机电耦合系数K15172

4.8.5 纵向机电耦合系数K33173

4.8.6 平面机电耦合系数KD173

4.8.4 厚度机电耦合系数K1173

4.9 有效机电耦合系数Keff174

4.10 考虑损耗的压电陶瓷常用振动模的等效图177

4.10.1 复数压电方程177

4.10.2 机电等效图的推导178

4.10.3 自由振动时的等效电路182

参考文献183

5.1 等截面细棒纵振动的等效机械图185

第五章 一维复合压电换能器185

5.2 无限太平板剪切振动的等效机械图187

5.3 无限太平板纵振动的等效机械图188

5.4 变截面细棒纵振动的等效机械图189

5.5 厚度振动换能器192

5.6 复合棒换能器197

5.6.1 P个晶片级联组合系统的机电等效图200

5.6.2 喇叭形盖板的等效机械图204

5.6.3 复合棒压电振子的机电等效图206

5.6.4 共振频率方程208

参考文献210

第六章 圆柱形压电换能器211

6.1 压电陶瓷薄圆管的自由振动212

6.1.1 基本方程的简化213

6.1.2 频率方程214

6.1.3 等效电导纳216

6.2 压电陶瓷圆柱形接收器的静态理论218

6.2.1 应力函数和它的解219

6.2.2 由边条件定解221

6.2.3 开路接收电压灵敏度223

6.2.4 比较和讨论228

参考文献230

第七章 弯曲振动压电陶瓷换能器231

7.1 定义和假设232

7.2 运动方程235

7.3 边界条件239

7.4 换能器的能量241

7.5 机电等效图244

7.6 有效机电耦合系数248

参考文献248

第八章 叉指换能器249

8.1 工作原理和基本特性250

8.2 叉指换能器等效电路254

参考文献259

第九章 压电换能器暂态效应的分析261

9.1 波动方程及其解261

9.2 厚度模换能器的必要方程和边界条件263

9.3 压电晶片的电响应264

9.3.1 开路响应264

9.3.2 有电阻负载的响应269

9.4 压电晶片的机械响应271

9.5 雷德伍德等效电路274

参考文献276