串联2-2复合材料的介电击穿.pdfVIP

·170· 材料导报 2000年10月第14卷专辑 串联2-2复合材料的介电击穿 严继康甘国友孙加林陈敬超张家涛 (昆明理工大学材料科学与工程暴．昆明650093) 囊耍 +联2-Z型压电复合村料蜡掏较为简单，它是研完兵有蔓杂连通挂压电蔓含材料的基础．‘主版托量的 ^度缸早出丰联2+z重台材料中压电陶瓷屡上的电埒强剐}c窜i雨v‘1一，，JEJ和艇合轴蜃上哕强度译-一 ii再南E扩由于压电陶瓷的介电常教k(≈160‰)远远大于置夸抽的介电常数帏‘≈12‘。)『，田此B远遗太于 B．尽蕾鼍台*的介屯强度矗于压屯陶七．々介屯强度．但由于B远遗太于E。．所咀串联2-2型压电蔓旮材料的舟电击 穿往往走从最备枷层开始的，t后旱政董夸材料整体被击穿． 关■调 压电陶瓷囊台铂介电击穿 对于介电常数为e、体积为V的介电体，处在电场强度为 0引言， E的环境中．其电墒能量为： 压电复合材料是一类新型的具有多用途的功能复合材 t¨ w=i1￡ElV 科．压电复合材料己广泛用在水声、无损检测、医疗超声等领 根据第一蠢假设有如下关系： 域．压电复合材料毕竟是一娄新材料．所以它的理论研究、制 W。=W。+W。 【2) 备工艺以及应用开发～直在加速发展。本文就申联2-2型压 在(z)式中：w。——复合材料的电场能量；w，——备压电陶瓷 电复合材料的介电击穿特性进行研究．希望这对研究较为复 PZT层的电场能量之和；W，——备聚合物PVDF层的电场 杂结构的复合材料有一些帮助． 能量之和． 1推导及讨论 复音材料的电场能量W。可用‘3)式表达： 串联2_2塑复合材料的结构示意图如图1：压电陶瓷 w。一÷自fE：vo I 3) (PZT)层和l合物(FVDF)层相闫捧列．它们与电饭面平行， 在(3)式中：铀——复台材料的等效介电常数{E——复音材 而与极化方向和外加电场方向垂直． 料的平均外加电场强度；U——复合材料的总体积． 车文将从电场能量的角度．来讨论串联2-Z复合材料中 复台材料的等效介电常数可由【4)式求出。1： PzT层和PVDF层上的电场强度．结合PZT和PVDF单体 ㈩ 的舟电强度．来说明复合材料中的舟电击穿特点。 一者赢 在‘4)式中：cp——PVDF的介电常数；‘——PZT的舟电常 +I 数；比——复台材料中压电陶瓷PZT的体积百分含量；邯—— ■■_ 复合材料中聚合物pVDF的体轵百分含量一曼然有郇一】一*。 -秉官曲相PvDF 复合材料中PZT的电场能量为：W。=÷‘衅V．t5) 卜l叫 E ——_ 【6)