复旦大学材料物理第14课

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微粒给药系统

微粒给药系统

1.两亲嵌段聚合物载药胶束研究进展构成亲水链段的材料:PEG、聚( 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱) ( PMPC)构成憎水链段的材料:聚酯、聚氨基酸以及聚酰胺、聚乳酸( PLA )] 、聚乳酸羟基乙酸共聚物( PLGA)、聚己内酯( PCL)、聚天冬氨酸( PAsp)、聚组氨酸( PHis)] 以及聚谷氨酸苄酯( PBLG)聚合物的制备方法:氮氧自由基调介聚合( NMP), 原子转移自由基聚合( ATRP)两亲嵌段聚合物载药胶束的制备:有机溶剂挥发法和透析法有机溶剂挥发法将药物和两亲嵌段聚合物一同溶于丙酮、甲醇、乙醇等有机溶剂后加入去离子水, 在敞口条件下用剧烈搅动或旋转蒸发等方法使有机溶剂挥发。

溶剂挥发完后, 将溶液离心、过滤以除去未被聚合物包裹的药物, 最后, 通过冷冻干燥得到聚合物的载药粒子或用去离子水将其配制成一定浓度后使用。

该方法的问题在于有机溶剂无法完全除净, 同时制备过程中将产生挥发性有机物污染。

透析法药物和聚合物一同溶于丙酮、甲醇、乙醇等有机溶剂后将溶液装入截留分子量小于药物和聚合物但大于溶剂的透析袋中, 将该透析袋浸入去离子水中进行透析, 期间, 新鲜的去离子水不断替换原有的水,至溶剂除净后, 将溶液离心、过滤以除去未被聚合物包裹的药物, 最后, 用冷冻干燥法得到聚合物的载药粒子或用去离子水将其配制成一定浓度后使用。

该方法的缺陷是制备过程往往耗时数天, 同时, 透析过程将产生大量废水。

基于超临界二氧化碳的制备方法将药物溶于超临界二氧化碳后, 加入两亲嵌段聚合物的水溶液中, 经充分搅拌后释压放出二氧化碳而制得胶束。

具有靶向性的载药胶束:pH 敏感型胶束肿瘤细胞的pH 值较正常细胞低,因此在中性条件下稳定而在弱酸性条件下分解的载药胶束可以实现药物在肿瘤细胞中的靶向性释放。

2.姜黄素PLGA-PEG-PLGA载药胶束的研究【摘要】姜黄素(Curcumin, CUR)为黄色双酚类化合物,具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化等多种药理作用。

复旦大学近代物理实验书面报告扫描隧道显微技术及其应用

复旦大学近代物理实验书面报告扫描隧道显微技术及其应用

复旦大学近代物理实验书面报告扫描隧道显微技术及其应用姓名:李哲明学号:专业:材料物理2007年12月26日摘要Advent of scanning tunneling microscope (STM) enabled us to observe and manipulate surface atoms by using an STM tip.Based on the study on the behavior of surface electronics states, we know an important phenomena ---the existence of the “tunnel effect”.The research in the thesis could be divided into two parts, namely, the elements of “tunneling current” between an STM tip and sample surface atoms, and how to look into the fascinating world of the atoms by using STM system.Keywords: STM, atom, tunneling引言通过以前的学习过程,我们早就知道物质是由分子和原子组成的却很少有机会去亲眼看见它们的存在。

STM(扫描隧道显微镜)可以在极高的分辨率下直接给出固体表面原子的排列图像。

扫描隧道显微技术是80年代才发展起来的一种新型表面分析技术。

它的发明曾在学术界引起轰动,其发明者Gerd Binning 博士等也因此而获诺贝尔奖。

通过本实验,我们可以观测和验证量子力学的隧道效应,并且可以看到光栅和石墨等样品表面形貌和用计算机软件得到的数据图像。

理论上,扩展扫描显微技术除了观察表面结构和原子排列以外,在表面上还可以实现原子单位大小的具体操纵。

复旦大学材料科学系

复旦大学材料科学系
系师资力量雄厚,现有教职工81人,其中教授31人、副教授35人。至2018年 底,75%的专任教师拥有国家与省部级人才称号,其中国家杰出青年科学基金获得者3人,海外引 进人才8人,国家优秀青年科学基金获得者3人,双聘中国科学院院士1人,国家自然科学基金创 新研究群体1个。教育部跨(新)世纪人才6人、上海市曙光学者4人、上海市启明星计划7人、上 海市浦江人才3人、上海领军人才1人、上海市优秀学科带头人1人、上海市晨光计划人才2人、全 国百篇优秀博士论文获得者1人。同时聘请孙晋良、褚君浩院士为我系兼职教授,德国萨尔大学 Uwe Hartmann为复旦大学名誉教授。
内容摘要
复旦大学材料科学系的历程,就像一部精彩的历史画卷,展现了学术的魅力与力量,也让我们感 受到学术的尊严与价值。它不仅仅是一个学术单位,更是学术精神、学术追求的象征。在它的历 程中,我们可以看到一代代学人的孜孜追求,看到他们对知识的热爱,对真理的探索,对未来的 期待。 在这个系中,有着无数的故事可以讲述,有着无数的成就值得赞扬。更重要的是那种精神,那种 坚韧不拔、勇往直前的精神。这种精神,是复旦大学材料科学系的灵魂,也是我们每一个人都应 该学习和追求的。 因此,让我们向复旦大学材料科学系致敬,向那些在学术道路上默默奉献的人们致敬。他们的故 事,他们的精神,将会永远地镌刻在我们的心中,成为我们前进的动力和指引。
重点学科
博士后流动站 “材料科学与工程”、“电子科学与技术”。
科研机构与平台
国家微电子材料与元器件分析中心; 国家教育部先进涂料研究中心; 专用材料与技术教育部重点实验室; 上海市高校电子与光电子材料及器件分析技术工程研究中心; TFT-LCD关键材料及技术国家工程实验室(参与); 复旦大学光纤研究中心;
研究条件
建有国家微电子材料与元器件微分析中心1个国家级重点科研基地;教育部先进涂料研究中心、 专用材料与技术教育部重点实验室和上海市高校电子与光电子材料及器件分析技术工程研究中心 三个省部级科研基地;以及复旦大学纳米技术发展研究中心和复旦大学光纤研究中心二个校级科 研机构。拥有一批国际一流的科学研究仪器设备如SIMS、TOF-SIMS、FIB、 XPS、 TEM、 SEM、 SAM、STM、IC、AAS、LC、FTIR、GPC、OCA15、薄膜和微结构光学测量仪、表面接触角分析系统 等。

(完整版)复旦大学材料科学导论课后习题答案(搭配:石德珂《材料科学基础》教材)

(完整版)复旦大学材料科学导论课后习题答案(搭配:石德珂《材料科学基础》教材)

材料科学导论课后习题答案第一章材料科学概论1.氧化铝既牢固又坚硬且耐磨,但为什么不能用来制造榔头?答:氧化铝脆性较高,且抗震性不佳。

2.将下列材料按金属、陶瓷、聚合物和复合材料进行分类:黄铜、环氧树脂、混泥土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅锡焊料、橡胶、纸杯答:金属:黄铜、镁合金、铅锡焊料;陶瓷:碳化硅;聚合物:环氧树脂、沥青、橡胶、纸杯;复合材料:混泥土、玻璃钢3.下列用品选材时,哪些性能特别重要?答:汽车曲柄:强度,耐冲击韧度,耐磨性,抗疲劳强度;电灯泡灯丝:熔点高,耐高温,电阻大;剪刀:硬度和高耐磨性,足够的强度和冲击韧性;汽车挡风玻璃:透光性,硬度;电视机荧光屏:光学特性,足够的发光亮度。

第二章材料结构的基础知识1.下列电子排列方式中,哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属?(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2(2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6(3) 1s2 2s2 2p5(4) 1s2 2s2 2p6 3s2(5) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2(6) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1答:惰性元素:(2);卤族元素:(3);碱族:(6);碱土族:(4);过渡金属:(1),(5)2.稀土族元素电子排列的特点是什么?为什么它们处于周期表的同一空格内?答:稀土族元素的电子在填满6s态后,先依次填入远离外壳层的4f、5d层,在此过程中,由于电子层最外层和次外层的电子分布没有变化,这些元素具有几乎相同的化学性质,故处于周期表的同一空格内。

3.描述氢键的本质,什么情况下容易形成氢键?答:氢键本质上与范德华键一样,是靠分子间的偶极吸引力结合在一起。

它是氢原子同时与两个电负性很强、原子半径较小的原子(或原子团)之间的结合所形成的物理键。

当氢原子与一个电负性很强的原子(或原子团)X结合成分子时,氢原子的一个电子转移至该原子壳层上;分子的氢变成一个裸露的质子,对另外一个电负性较大的原子Y表现出较强的吸引力,与Y之间形成氢键。

复旦大学 高分子物理课件

复旦大学 高分子物理课件

Amorphous Polymer
Crystalline Polymer
2
Factors Controlling the Degree of Crystallinity:
Isotactic
R H C H C H R H C H C H R H C H C H H C H R C H R H C H C H H C H
14
• Crystal Unit Cell (Crystal System)
15
The 14 Bravais Lattice types and 6(7) Crystal Systems
16
17
ABC Stacking in = Hexagonal Lattice
To understand why diffraction techniques can be used to study the crystalline structures, we have to know (1). Concept of the planes (2). Characteristic diffracted peaks contributed from the arrangements of the atoms and/or monomers
FIG 6.26 (Sperling)
FIG 6.27 (Sperling)
36
高過冷度時:
成核速率 成長速率
結晶速率受到成長機制所控制,結晶 溫度愈低,結晶核的擴散行為愈不易 進行,故結晶速率愈低。 低過冷度時: 結晶速率受到成核機制所控制,結晶 溫度愈高,結晶核愈不易生成,故結 晶速率愈低。 中過冷度時: 成核與成長機制達成平衡,故結晶速 率最大。

高分子物理( 复旦大学) chapter1-2 导言与高分子的大小和形状

高分子物理( 复旦大学) chapter1-2 导言与高分子的大小和形状

h
3
Polymers Related to Information Technology
➢ LCD after using polymer optical compensation films:
➢ Polymer light emitting diodes:
Color degradation and narrow viewing angle without negative compensation films
1997, G. R. Strobl) Introduction to Polymer Physics (Oxford,1995, M. Doi) Polymer Physics (Cambridge, 2003, Rubinstein) Principles of Polymer Chemistry (Flory) ……
为高分子材料的分子、结构设计和性能 设计提供理论基础
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8
(2) 重要性-a.著名公司的材料研发流程
市场调研
高分子物理-设计-理论分析
结构性能表征
高分子化学-合成, 改性
高分子产品
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9
(2) 重要性-b.从印第安人穿的靴子谈起
O2
O2
乳液
固体
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10
1839年Goodyear的硫化技术
S
硫化橡胶
you imagine?
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AFM of branched Polymers
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2.1.2 构型(Configurations)
Arrangements fixed by the chemical bonding in the molecule, such as cis (顺式) and trans (反式), isotactic (等规) and syndiotactic (间规) isomers. The configuration of a polymer cannot be altered unless chemical bonds are broken and reformed.

材料物理性能课后习题答案_北航出版社_田莳主编

材料物理性能课后习题答案_北航出版社_田莳主编

材料物理习题集第一章 固体中电子能量结构和状态(量子力学基础)1. 一电子通过5400V 电位差的电场,(1)计算它的德布罗意波长;(2)计算它的波数;(3)计算它对Ni 晶体(111)面(面间距d =2.04×10-10m )的布拉格衍射角。

(P5)12341311921111o '(2)6.610 =(29.1105400 1.610)=1.67102K 3.7610sin sin 2182hh pmE m d dλπλθλλθθ----=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==⇒=解:(1)=(2)波数=(3)22. 有两种原子,基态电子壳层是这样填充的;;s s s s s s s 2262322626102610(1)1、22p 、33p (2)1、22p 、33p 3d 、44p 4d ,请分别写出n=3的所有电子的四个量子数的可能组态。

(非书上内容)3. 如电子占据某一能级的几率是1/4,另一能级被占据的几率为3/4,分别计算两个能级的能量比费米能级高出多少k T ?(P15)1()exp[]11ln[1]()()1/4ln 3()3/4ln 3FF F F f E E E kT E E kT f E f E E E kT f E E E kT=-+⇒-=-=-=⋅=-=-⋅解:由将代入得将代入得4. 已知Cu 的密度为8.5×103kg/m 3,计算其E 0F 。

(P16)2203234262333118(3/8)2(6.6310)8.510 =(3 6.0210/8)291063.5=1.0910 6.83Fh E n m J eVππ---=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=解:由5. 计算Na 在0K 时自由电子的平均动能。

(Na 的摩尔质量M=22.99,.0ρ⨯33=11310kg/m )(P16)220323426233311900(3/8)2(6.6310) 1.01310 =(3 6.0210/8)291022.99=5.2110 3.253 1.085FF h E n mJ eVE E eVππ---=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯===解:由由 6. 若自由电子矢量K 满足以为晶格周期性边界条件x x L ψψ+()=()和定态薛定谔方程。

复旦基础物理考研真题

复旦基础物理考研真题

复旦基础物理考研真题考研真题作为备考的重要资料,对于复旦大学基础物理专业考研的同学们尤为重要。

通过复习和分析真题,不仅可以了解考试的命题风格和考点分布,还可以帮助巩固知识点和提高解题能力。

本文将针对复旦基础物理考研真题进行详细分析和解答,帮助考生更好地备考。

一、真题分析与备考建议复旦大学基础物理考研真题主要涵盖以下几个方面的内容:力学、电磁学、热学与统计物理、量子力学和原子物理、固体物理与材料科学等。

下面将对这些内容进行分别分析,并给出备考建议。

1.力学力学是基础物理考研的重要组成部分,主要包括牛顿力学和拉格朗日力学。

在真题中,常见的力学题目包括:质点运动、刚体运动、相对论等。

备考建议是重点复习牛顿力学和拉格朗日力学的知识点,并对常见的力学题目进行分析和解答。

2.电磁学电磁学也是考研真题中的一大考点,主要包括电场、磁场、电磁场和电磁波等内容。

在真题中,常见的电磁学题目包括:静电场与静磁场、电磁波、电路等。

备考建议是重点复习电场和磁场的知识点,并对电磁学题目进行深入理解和解题训练。

3.热学与统计物理热学与统计物理是考研真题中的又一个重要考点,主要包括热力学和统计物理两个方面。

在真题中,常见的热学与统计物理题目包括:理想气体、热平衡、熵与热力学基本关系等。

备考建议是理解热学和统计物理的基本概念和原理,并进行大量的题目练习。

4.量子力学和原子物理量子力学和原子物理也是复旦基础物理考研真题的重要组成部分,主要包括波粒二象性、波函数与薛定谔方程、自旋和角动量以及原子物理等内容。

在真题中,常见的量子力学和原子物理题目包括:波函数的性质、算符与观测、自旋和角动量等。

备考建议是系统学习量子力学和原子物理的理论知识,并进行大量的计算和解题。

5.固体物理与材料科学固体物理与材料科学是考研真题中的一个综合性考点,主要包括晶体结构与电子结构以及材料物理等内容。

在真题中,常见的固体物理与材料科学题目包括:晶体的晶格和晶面、能带和费米面等。

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第14课晶体的压电性质压电性质:电介质不仅在电场中可以极化,某些电介质通过形变也可以产生极化。

凡通过形变而产生极化现象的电介质晶体叫压电晶体(piezoelectric crystal)。

当某些电介质晶体在外力作用下发生形变时,它的某些表面上会出现电荷积累,这种现象称为正压电效应【即:受力→电荷】。

当在压电晶体上施加电场时,晶体形状产生微小变化(如果电场是交变的,就会引起晶体振动),这个现象称为反压电效应【即:电压→受力】。

正压电效应:压电效应首先是在水晶晶体上发现的。

如果按照图10.4.1所示的方位,从晶体中切割出垂直于x轴的晶片,则称为x-切晶片。

当沿垂直于晶片方向(即平行于晶体2次轴的方向)对晶片施加压力时,在晶片垂直于x轴的两侧面上就会出现数量相等而符号相反的电荷;当以张力代替压力时,则电荷改变符号。

如果沿x2方向对晶片施加压力(或张力),则在晶片垂直于x轴侧面上也会出现电荷,但电荷符号与上一种情况正好相反。

上述水晶的压电效应,可用图10.4.2来说明。

图10.4.2(a)为水晶的构造基元Si02在(00 01)面上投影。

质点的正电荷重心和负电荷重心的分布情况,如图10.4.2(b)所示。

这里假定正、负电荷重心是重合的,整个晶体总电矩等于零,因而晶体表面不带电。

当沿x1方向(2次轴方向)对晶体施加压力时,晶体由于发生形变而导致正、负电荷重心分离,即电偶极矩发生了变化,从而引起晶体在垂直于该方向的表面带电的现象(图10.4.2(c))。

如果沿x2方向施加压力,由于形变而在垂直于2次轴的表面上产生带电的情况,如图10.4.2(d)所示。

如果用拉伸代替压缩,则表面带电情况正好相反。

可见,压电效应是由于晶体在外力作用下发生形变,电荷重心产生相对位移,从而使晶体总电矩发生改变造成的。

实验还表明,在压力不太高的情况下,由压电效应产生的电偶极矩的大小,与所加的应力成正比。

例如.沿水晶晶体2次轴方向施加单向张力时,单位体积的电偶极矩的数值或单位面积上的极化电荷严由下式决定(极化强度):Pσ(10-4-1)d=式中d是与σ无关的常数,称为压电模量;σ为应力。

若用压力代替张力,则极化方向相反。

在一般情况下,应力状态需要用具有九个分量的二阶张量来确定,而晶体的极化则只需要用具有三个分量的矢量来描述。

实验表明,当任意的应力作用在压电晶体上时,每一个极化分量i P ,都和所有的应力分量j κσ线性地联系着。

因此,对于P 1可写出下面方程:1111111212113131212112222123231313113232133331P d d d d d d d d d σσσσσσσσσ=++++++++(10-4-2)或写为1(,1,2,3)1jk jkP d j k σ==类似,有23,2jk jk 3jk jk P d P d σσ==更一般的,(1,2,3)i ijk jkP d i σ==式中ijk d 为压电模运,共有27个分量,是一个三阶张量。

各压电模量的物理意义如下:如果在晶体上施加单向张力11σ,则产生的极化分量有111112*********,,123P d P d P d σσσ===这样,只要测量P 1、P 2、P 3,就可求出111211311,,d d d 的数值。

如果依次沿x2轴和x3轴方向施加张力,也可阐明其他()ijk d j k =的物理意义。

【注意:此时只得到了ijj d !】在晶体上施加纯切应力12σ时,必然出现相等的分量21σ。

这样,112121************()1P d d d d σσσ=+=+112121()d d +具有一定的物理意义,由于不可能设计出一个实验来将112d 和121d 分开,为了消除在解释112d 和121d 物理意义时的任意性,假设112d =121d 。

并在一般情况下,ijk ikj d d =(10-4-10)因此,张量ijk d 对后两个下标j 和k 是对称的,ijk d 的独立分量由27个减少至18个。

如果将ijk d 按下标展开,形成一个由三层组成的立方表,则用一个下标表示分量所在的层,第二个下标表示所在行,第三个下标表示所在的列。

这三层的排列如下:第一层 第二层 第三层111112113121122123131132133(1),,(),,(),(),i d d d d d d d d d =311312313321322323331332333(3),,(),,(),(),i d d d d d d d d d =211212213221222223231232233(2),,(),,(),(),i d d d d d d d d d=括号内为非独立分量。

这种排列成立方形的三层表示法,在计算上和书写上都极为不便。

但由于它们的后两个下标是对称的,所以可采用较为简单的矩阵表示。

张量ijk d 的后两个下标可转换为简化下标表示的矩阵in d (n=1,2,3,4,5,6)。

矩阵in d 的各分量与张量ijk d 各分量的关系为(1,2,3;1,2,3)2(9;3,4,5)in ijj inijk d d n j d d n j k j k ===⎧⎪⎨=++=+=⎪⎩ 类似,可以改写应力张量(1,2,3;1,2,3)(9;3,4,5)n ii nij n i n j i j i σσσσ===⎧⎪⎨=++=+=⎪⎩ 由此应力矩阵可以写为:165624543σσσσσσσσσ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦采用矩阵表示后,(10-4-2)式可与成1111144155166122144155166133111111222222P d d d d d d d d d σσσσσσσσσ=++++++++ 或1111122133144155166P d d d d d d σσσσσσ=+++++(10-4-11) 更一般地可以有(1,2,3;1,2,...,6)i in nP d i n σ===(10-4-12)in d 的矩阵可以写为:111213141516212223242526313233343536d d d d d d d d d d d d d d d d d d ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦压电模量矩阵表示比张量表示更为紧凑,在实用上也更为方便。

但必须注意,in d 虽然在形式上与二阶张量有相似之处,但不形成二阶张量。

(10—4—12)式也可写成下列矩阵形式:121111213141516322122232425264331323334353656P d d d d d d P dd d d d d P d d d d d d σσσσσσ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦(10-4-14)反压电效应当在压电晶体上施加电场时,晶体形状产生微小变化(如果电场是交变的,就会引起晶体振动)。

这个现象称为反压电效应。

在晶体中,电场矢量的分量A 和描述晶体i E 形状变化的应变张量ij S 之间,存在着线性的关系。

在反压电效应中,联系电场和应变的系数,也就是在正压电效应中联系应力和极化的系数(即压电模量)。

在正压电效应中,(1,2,3)i ijk jkP d i σ==在反压电效应中,jk ijk i S d =E(10-4-15)为了将(10—4—15)式写成矩阵表示形式,需将应变张量写成简化下标的形式。

为此需作下列替换:165111213122223624132333543112211221122S S S S S S S S S S S S S S S S S S ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⇒⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦使用矩阵表示形式后,(10-4-15)—般可以写为(1,2,3;1,2,...,6)n in iS d i n ===E(10-4-16)展开为:112131112223221132333324142434351525356162636d d d S d d d S d d d S S d d d S d d d S d d d ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦E E E压电晶体材料晶体的压电效应是一种机电耦合效应。

当压电晶体受到应力而产生形变时,离子偏离平衡位置,于是就有可能出现电极化强度或电场强度。

同样,外加的电场可以引起压电晶体的形变。

因此,压电晶体可以使机械和电能相互转换。

这在技术上有着广泛地应用。

例如,无线电技术中的振荡器和滤波器,超声和微波技术中广泛使用的各种换能器等,大都是用压电晶体材料制成的。

自从1880年在水晶上发现压电效应以来,发现并进行过测量的压电晶体己不下500余种。

多数晶体压电效应很弱,进行过仔细研究的晶体只有几十种。

一些重要的压电单晶体及其压电模星的数值,列于表10.4.3中。

在已研究过的压电晶体中.只有少数几种得到广泛使用,这是因为一个压电晶体有没有实用价值,取决于许多因素。

除了压电模量、品质因子和机电耦合系数等重要参数外,还必须考虑其电学参数对温度和时间的稳定性、化学稳定性、机械强度及大块晶体培育和加工的难易程度等。

—些水溶性压电晶体[如酒石酸钾钠(KNT)、磷酸二氢铵(ADP)等],压电模量很大,也易于获得大块单晶,在20世纪40年代曾一度大量生产。

但是,由于这些晶体稳定性和机械强度较差,限制了它们的应用。

水晶的压电模量虽然不很大,但稳定性和机械强度都很好,它是最古老的,但至今仍是用量很大的一种压电晶体。

它的广泛应用,促进了人工合成水晶工作的发展,直到今天,水热法生长水晶仍是完整的工业体系。

通常实际应用的压电器件,主要利用压电晶片的谐振效应。

当向一个具有一定取向和形状制成的有电极的压电晶片输入电信号,其频率与晶片的机械谐振频率r f 一致时,会使晶片由于逆压电效应而产生机械谐振,这种晶片称为电振子。

压电振子谐振时,要产生内耗,造成机械损耗。

反映这种损耗程度的参数称为机械品质因子Q m ,定义为2m mWQ W π=∆,其中W m 为每振动周期内单位体积的机械能;Q m 的大小与振动模式有关。

机电耦合系数综合反映了压电材料的性质,是实际工作中用得最多的参数。

其定义为2k =通过反压电效应转换的机械能输入的电能或2k =通过正压电效应转换的电能输入的机械能由于压电振子储入的机械能与振子形状和振动模式有关,不同振动模式的机电耦合系数需要根据具体条件推出。

【机电耦合系数不仅与材料有关,且与振子形状、振动模式有关!】另一类重要的压电材料是压电陶瓷(如钛酸钡BTO 、钛锆酸铅PZT 等),它不是单晶体而是多晶体。

压电陶瓷在强直流电场的作用下经极化后才具有压电性能,极化方向取决于所加电场的方向。

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