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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 无机非金属 » 交流探讨 » 【求助】【求助】请教压电材料的几个问题，急，望能解答。
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ZANCAI

新虫 (著名写手)

[交流] 【求助】【求助】请教压电材料的几个问题，急，望能解答。

（1）材料的压电常数（例如d33）是不是跟材料的厚度是无关的，材料无论厚薄测出来的d33都一样吗。另外跟材料的面积有关吗，我测的材料是表面和内部都很多孔洞的，我用的仪器是用两个针头压住来测d33的。
（2）如果知道一块材料的长宽高和某个方向上的d33常数，是不是可以计算出在一定频率和外力下该材料这个方向上能发多少的电（多少电压），具体有什么公式吗。
(3) 如果两块材料其它参数完全一样，只是其中一块表面和内部有很多的孔洞（例如50％），那么当受到相同的外力的时候，这一块材料的变形要比另外一块实心的大（因为它模量比较小，比较软），是否这块多孔材料就比另外一块实心材料更有效率地发电了（比如多于实心材料50％的电量）。
      希望大家知道多少就帮我解答多少吧，谢谢了。

[ Last edited by ZANCAI on 2009-6-12 at 10:54 ]
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1楼 2009-06-12 08:56:07
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hoil

铜虫 (小有名气)
★ ★ ★
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闪闪红心(金币+2,VIP+0):谢谢交流！ 6-12 15:29
说说我的理解。
压电材料的任何性质都是其内部筹结构的外部表征，当然d33也是一样；对于块体材料或者厚度较大的压电材料来讲，筹结构可近似无序状态，所以d33可当作本证参数；当压电材料的一个或多个空间尺寸降低到介观尺寸时，则筹结构的有序性对d33影响很大。
楼主的压电材料可以看作压电-空气复合材料，我们知道空气是没有压电性的，这样何谈它对此复合材料的d33具有增强型能呢？典型压电复合材料可以参照准同型边界材料（ＰＺＴ，ＰＭＮＴ），由于两相筹结构的耦合、钳制作用，使得此种材料的ｄ３３数值得到很大的提高。我想空气的“筹结构”不具备这种耦合、钳制作用的。
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2楼2009-06-12 15:00:25
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l.zkang

金虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
复合压电材料就有以空气为第二相做的，这种多孔压电陶瓷应该会有结构对性能的影响。可以看看bowen的论文，楼主你做这个？
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3楼2009-06-12 15:38:38
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ZANCAI

新虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by l.zkang at 2009-6-12 15:38:
复合压电材料就有以空气为第二相做的，这种多孔压电陶瓷应该会有结构对性能的影响。可以看看bowen的论文，楼主你做这个？

对啊，我在做类似的东西，请问bowen是谁？
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4楼2009-06-12 16:45:51
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ZANCAI

新虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by hoil at 2009-6-12 15:00:
说说我的理解。
压电材料的任何性质都是其内部筹结构的外部表征，当然d33也是一样；对于块体材料或者厚度较大的压电材料来讲，筹结构可近似无序状态，所以d33可当作本证参数；当压电材料的一个或多个空间尺寸降低 ...

我用的是聚合物，不是陶瓷，聚合物有孔之后(例如空隙率是50％)，模量会降低很多，在受到相同外力作用时，变形会比实心的大，那么它产生的电是不是会相应的多些呢（多于实心材料电量的50％）？
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5楼2009-06-12 16:51:11
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ZANCAI

新虫 (著名写手)
6楼2009-06-12 20:59:09
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失落的候鸟

金虫 (著名写手)
★
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也说说我的看法：
1、压电常数d33应该只是和材料本身有关，特别是电畴的转向
2、LZ用的是聚合物吧，比列这么高，连通方式应该是0-3，压电性能应该不会太好的。但是添加聚合物的重点应该放在对复合材料力学性能及密度的改善上，不应该强调压电性能，（但如果你的聚合物有压电性，比如PVDF，压电性也是要考虑的）
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7楼2009-06-12 23:33:25
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miloyy

木虫 (正式写手)
★
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（1）材料的压电常数（例如d33）是不是跟材料的厚度是无关的，材料无论厚薄测出来的d33都一样吗。另外跟材料的面积有关吗，我测的材料是表面和内部都很多孔洞的，我用的仪器是用两个针头压住来测d33的。

材料本征d33和厚度，面积无关


（2）如果知道一块材料的长宽高和某个方向上的d33常数，是不是可以计算出在一定频率和外力下该材料这个方向上能发多少的电（多少电压），具体有什么公式吗。

d33的单位是m/V或者C/N, 自己可以算看看

(3) 如果两块材料其它参数完全一样，只是其中一块表面和内部有很多的孔洞（例如50％），那么当受到相同的外力的时候，这一块材料的变形要比另外一块实心的大（因为它模量比较小，比较软），是否这块多孔材料就比另外一块实心材料更有效率地发电了（比如多于实心材料50％的电量）。

当然不是了，你施加外力的时候，大部分的力作用在了压缩孔洞上，实际作用在材料上能产生电量的力会比实心材料小得多。总的变形虽然大，其实都是无用功，实际是大大降低了效率。
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8楼2009-06-12 23:36:54
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l.zkang

金虫 (小有名气)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
c.r bowen
搜下就知道了
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9楼2009-06-13 15:01:47
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ZANCAI

新虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by miloyy at 2009-6-12 23:36:
（1）材料的压电常数（例如d33）是不是跟材料的厚度是无关的，材料无论厚薄测出来的d33都一样吗。另外跟材料的面积有关吗，我测的材料是表面和内部都很多孔洞的，我用的仪器是用两个针头压住来测d33的。

材料本 ...

如果这样是不是应该把材料做得越薄越好呢，因为无论厚薄它们发的电都是一样的，薄些可以省材料。
另外，对于多孔的材料，由于模量低，是不是在受到电场作用的时候比实心的材料更容易变形呢？
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10楼2009-06-13 17:11:13
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