薄长片压电振子的强场机械品质因数表征研究

为探究利用温升和振动测量表征强电场下薄长片压电振子的机械品质因数Qm的可行性,首先对工作在横向长度伸缩振动模式的薄长片压电振子的热传导方程进行建模和有限差分求解分析,推导了压电振子自发热参数hg、边界振动速度幅值Vmax与Qm之间的关系;其次利用有限元仿真和数值求解方法,研究了不同材料参数下薄长片压电振子的振动温升分布的特性,验证了利用温升和振动测量方法表征薄长片压电振子Qm值的准确性;最后搭建了实验装置表征了PZT-4和PZT-8两种压电薄长片压电振子在不同电场下的Qm值,结果表明:不同电场强度下PZT-8压电振子的Qm值均高于PZT-4压电振子,且随着电场强度增大两种压电振子的Qm值均减小,该方法和实验结果可为大功率压电器件的设计和性能表征提供参考。