1、介電常數(shù)£應(yīng)適中。通常介電常數(shù)為10到1000。如果介電常數(shù)太大,則將導(dǎo)致叉指電極之間直接耦合。如果介電常數(shù)太小,則阻抗將太大,并且不容易匹配。電路與設(shè)備之間的連接。在單組分壓電陶瓷換能器中,除BaTiO3的介電常數(shù)為1700外,PbTiO3體系和PbNb2O6都較小,約為200,可以很好地用作高頻超聲表面波器件的壓電材料。
2、通過加工,可獲得適合于制造叉指電極的良好表面。壓電陶瓷通常由具有不同成分的粉末材料制成。經(jīng)過一系列處理,在高溫下燒結(jié),因此其晶粒尺寸和孔徑,是用于超聲波表面波裝置的壓電陶瓷材料的主要指標(biāo)。它不僅決定了材料的光滑度,而且還決定了設(shè)備的工作頻率。
3、超聲波面波的傳輸衰減應(yīng)小。超聲波表面波傳輸?shù)乃p,與壓電陶瓷材料本身的物理特性和表面狀態(tài)有關(guān)。如果孔和晶粒太大,則將引起散射損耗,同時晶粒之間振動期間的摩擦損耗也將導(dǎo)致衰減。因此除了過程處理之外,還必須通過選擇材料來確定。
4、機電耦合系數(shù)必須盡可能高以提高機電轉(zhuǎn)換效率。機電耦合系數(shù)反映了壓電材料的機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換效率。它不僅與材料的彈性,介電性能和壓電性能密切相關(guān),而且與不同的振動模式也有密切關(guān)系。為了提高轉(zhuǎn)換效率,機電耦合系數(shù)越大越好。這也可以減少信號處理期間的能量損失。通常壓電陶瓷材料的機電耦合系數(shù)相對較大,因此這對于壓電陶瓷而言是容易的。
5、溫度特性更好。為了確保裝置的穩(wěn)定性,材料的溫度特性應(yīng)良好,頻率老化率應(yīng)較小,尤其是聲表面波延遲的溫度系數(shù)應(yīng)盡可能小。這是因為一旦確定了叉指的手指,操作頻率也就固定了,并且叉指的操作頻率和寬度的主要設(shè)計基礎(chǔ)是超聲波表面波延遲時間,即聲速。因此一旦時間延遲改變,工作頻率就會改變,這將導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。
6、一致性和重復(fù)性更好。批量生產(chǎn)該設(shè)備時,相同材料或同一批次材料的局部區(qū)域之間的性能差異應(yīng)較小,以便設(shè)備可以正常工作。這對壓電單晶影響很小,因為壓電單晶材料的稠度和重復(fù)性較好,但是壓電陶瓷材料的影響更大。影響材料分散性的主要因素是原材料的分散性,成分的稱重偏差,燒結(jié)溫度和時間控制。