【国家标准(GB)】 压电陶瓷材料性能测试方法低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试

中华人民共和国国家标准
压电陶瓷材料性能测试方法
低机械品质因数压电陶瓷材料性能的测试Test methods for the properties af piezoelectric ceramlcsmaterial witsh the low mechamical quality factor1主题内容与适用范圈
G# 11320-89
本标准规定用导纳圆图法测定低品质因数压电陶瓷振子的厚度振动模的机电耦合系数，和品质因数Qm。
本标准适用于好Q。不小于0.2的低品质因数乐电陶瓷材料。2名词术语和符号
本标准所采用的术语和符号的定义符合GB3389.1《压电陶瓷材料性能测试方法常用名词术语》的规定。
3测试原理
采用导纳圆图法测量低机械品质因数压电陶瓷材料厚度模振子的性能参数。3.1等效电路
低品质因数的压电陶瓷振子在谐撒频率附近的等效电路示于图1，总导纳Y随频率的变化轨迹示丁图2。
图1单模有损耗压电振子的等效电路中华人民共和国机械电子工业部1988-11-05批准1990-03-01实施
3.2导纳特性
压电振子的总导纳了可用下式表示：GB 1132D—89
图2导纳图
Y = Y+ Y = G + jB = (Ga+ G) + (B+ Ba),tgo, +
式中Y-—总导纳,S;
Y。——总静态导纳,S;
Y.----总动态导纳,S;
G 一总电导,S;
B-.—总电纳,S;
G.一漏导(电损耗等效电导),S;
G-——动态电导St
B一 静态电纳,S：
Ba— 动态电纳,S;
a一角频率,rad/s,
C,--并联电容,F,
tgde—介电损耗角正切；
R，——动态电阻，Q；
动态电感，H，
动态电容，F。
4测试条件
4.1环境条件
正常试验大气条件
温度：25+1C，相对湿度：48%～52%，大气压：86~106kP84.2试样尺寸及要求
（1）
，试样为薄圆片，两主平面平行度不大于厚度公差的二分之一，在两土平面上全部被覆金属层作为电GB 11320—89
极，沿厚度方向进行极化处理。试样直径d与厚度之比应能满足励单纯厚度振动模的要求。一般直径 d 与厚度 t 之比在 10 左右。推荐试样尺寸：20×2mm。免费标准bzxz.net
4.3测试前试样的准备
试样应保持清洁干燥，根据不同瓷料要求，极化后存放一定时间，并在4.1条规定的环境下放置2 h后进行测试，
4.4试样两端测试电场E的要求
5测试方法
5.1测试设备和要求
自动导纳电桥或能测定导纳的全套设备，如低频阻抗分析仪。颊率范围,能满足测星厚度模基被振动导纳特性，一般频率在5 MHz 以下的范围内。信号分辨率;1 Hz。
电导 G 及电纳 B测量范围：
0~100 ms.最大分辨率 10 us，显示位数,4 分。5.2试样支架及夹持方式
试样直接夹持在电桥的试样夹具上测量，卖持力要小，并保持夹具与试样电接触良好，接触点的直径为0.3～1mm。夹持点位于离试样中心四分之三半径以外处。5.3测试步骤
测试过程中首先要消除试样夹具的杂散参量的影响,并在试样上加小于1V的激励电平。然后测出基波振动导纳特性,测定两个半功率点的频率值f-1/2和F1+12.串联谐振频率f.及相应的动态电导Ga和静态电纳 Bo。
6材料参数的计算
6.1最大电导颊率fc
Icmar = f.
6. 2厚度伸缩振动机械品质因数 Q.f.
Qm = F+1/2 ~- -12
6.3厚度伸缩振动机电耦合系数
武中，Ci-
Qmm,代
6.4纵向声速
6.5开路弹性刚度常数 CB
C号 = pu, 2
（6）
6.6压电应力常数e
GB 11320-89
ess -- k, Vcess eo
式中%:可在高频下(如七次谐波以上)实测求取，也可用下式(当，≤0.1时)求取：Ea - el(1 - h2)
6.7厚度伸缩振动癫率常数N.
式(2)至式(9)中；
-基波申联谐振额率,Hz;
上半功率点题率,Hz;
f-12-下半功率点疑率,Hz:
Ga---动态电导,S;
Ba——静态电纳,S,
C,--动态电容,F;
Co-.-并联电容,F;
R，一动态电阻，0;
试样厚度，m；
试样密度，kg/m；
纵向声速，m/s;
压电应力常数,N/V·m或C/m2
-开路弹性刚度常数，N/m；
—-受夹相对介电常数;
真空介电常数，eg=8.85×10-12F/m；f,一-基波被并联谐振频率,Hz。7
试验据握告
低机械品质因数压电陶瓷材料性能测试报告应包括：a.
委托单位，
试样名称、编号及极化日期；
测试结果；
测试仅器名称及型号；
试验室温度及相对凝度；
试验日期及试验人员姓名；
备往。
附加说明：
GB11320—B9
本标准由全国铁电玉电陶瓷测试专业标准化工作组提出。本标准由中国科学院上海硅酸盐研究所起章。本标主要起草人点孝栋、冯宝康。
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