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目录1

第一章　压电物理基础1

§1.1 概述1

§1.2　电极化和介电常数8

1.2.1　电极化8

1.2.2　介电常数10

§1.3　弹性和弹性常数11

1.3.1 弹性11

1.3.2　弹性常数13

1.3.3　弹性波14

§1.4　压电性与压电常数15

1.4.1　压电效应15

1.4.2　压电常数16

§1.5 压电振子与压电振子参数18

1.5.1 压电振子18

1.5.2　压电振子的特征频率19

1.5.3　介质损耗和电学品质因素23

1.5.4　机械品质因素24

1.5.5　机电耦合系数24

1.5.6　频率常数25

1.6.1　振动模式28

§1.6　压电振子的振动模式28

1.6.2　横向伸缩振动模式29

1.6.3　其他振动模式36

§1.7　压电方程36

1.7.1　第一类压电方程组36

1.7.2　其他各类压电方程组38

1.7.3　压电方程组的相互关系39

§1.8　晶体的对称性和压电效应41

1.8.1　晶体的对称性和32点群41

1.8.2　压电参数矩阵44

1.8.3 坐标变换47

1.9.1　压电体热力学方程48

§1.9　压电体的热力学48

1.9.2　铁电体51

1.9.3　压电性铁电体53

§1.10　压电材料及其应用57

第二章　介电与铁电参数的测量60

§2.1　介电常数的测量60

2.1.1　谐振法61

2.1.2　谐振差拍法64

2.1.3　比较替代法67

2.1.4　标准电容分压法69

§2.2　介质损耗（tgδ）的测量71

2.2.1　Q表法72

2.2.2　tgδ测量仪直读法80

2.2.3　电桥法82

§2.3　绝缘电阻、比表面电阻、比体积电阻的测定95

2.3.1　直接偏转法97

2.3.2　电容器放电法99

2.3.3　电子管静电表法101

2.3.4　高阻表法102

§2.4　抗电强度的测定105

2.4.1 交流抗电强度（Ebac）的测定106

2.4.3　冲击电压抗电强度（Ebim）的测定109

2.4.2　直流抗电强度（Ubdc）的测定109

§2.5 电滞回线的测量122

2.5.1　冲击检流计描点法122

2.5.2　示波器图示法（Sawyer-Tower电路法）125

2.5.3　剩余极化强度（Pr）和矫顽场强（EC）的测定129

§2.6 自发极化强度（Ps）的测量131

2.6.1　Sawyer-Tower回路法（示波图电滞回线外推法）131

2.6.2　冲击检流计法132

2.6.3　热（释）电电流积分法132

§2.7　铁电材料非线性系数的测定134

2.7.2　动态非线性系数的测定135

2.7.1　有效非线性系数的测定135

2.7.3　饱和非线性系数（Nsat）的测定136

2.7.4　可逆非线性系数（Nre）的测定137

第三章　压电振子参数的测量139

§3.1　传输线路法139

3.1.1　恒电流法测量电路140

3.1.2　恒电压法测量电路143

3.1.3　改进的恒电压测量电路144

3.1.4　类恒电流-恒电压法测量电路145

3.1.5　动态谐振频率fs和并联谐振频率fp的测量147

3.1.8　动态电感（L1）和动态电容（C1）的测定148

3.1.7　机械品质因数（Qm）的测定148

3.1.6　动态电阻（R1）的测量148

3.1.9　并联静电容（C0）的测定149

3.1.10　压电振子电容比（γ）的确定151

3.1.11 压电振子优值（M）的测定151

§3.2　测试网络加电抗的传输线路法152

3.2.1　动态谐振频率fs和并联谐振频率fp的测量154

3.2.2　动态电阻（R1）的测量157

3.2.3　动态电容（C1）的测量157

3.2.4　动态电感（L1）的测定158

3.2.5　半功率点带宽法测量机械品质因数（Qm）158

§3.3　π型电阻网络零相位法159

3.3.1　矢量电压表法160

3.3.2　示波器零相位法166

§3.4　导纳电桥法169

3.4.1　双T电桥169

3.4.2　国产CD-4导纳电桥176

3.4.3　导纳电桥法压电振子参数的测定186

第四章　压电材料常数的测量188

§4.1 自由介电常数ε？与自由介质隔离率β？的测定188

4.1.1　自由介电常数ε？与自由介质隔离率β？的测定188

4.1.2　自由介电常数ε？与自由介质隔离率β？的测定189

§4.2 受夹介电常数ε？与受夹介质隔离率β？的测定190

4.2.1　受夹介电常数ε？与受夹介质隔离率β？的测定191

4.2.2　受夹介电常数ε？与受夹介质隔离率β？的测定194

§4.3　机电耦合系数（K）的测定194

4.3.1 横向长度伸缩振动机电耦合系数K31的测定200

4.3.2　平面机电耦合系数Kp的测定205

4.3.3　与电场平行的纵向振动机电耦合系数K33的测定207

4.3.4　厚度振动机电耦合系数Kt的测定210

4.3.5　厚度切变振动机电耦合系数K15的测定212

§4.4　体积密度ρ的测定215

§4.5　泊松比σE的测定216

4.6.1　弹性模量YE的测定219

§4.6　弹性常数的测定219

4.6.2　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定220

4.6.3　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定221

4.6.4　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定221

4.6.5　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定222

4.6.6　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定223

4.6.7　恒电场下弹性柔顺系数S？和恒电位移下弹性柔顺系数S？的测定223

4.6.8　恒电位移下弹性刚度常数C？和恒电场下弹性刚度常数C？的测定224

4.6.9　弹性刚度系数C？，C？；C？，C？；C？，C？；C？，C？；C？，C？的确定224

§4.7　压电常数的测定226

4.7.1　静态法测定压电应变常数d33226

4.7.2　静态法测定压电应变常数d31228

4.7.3　动态法测定压电应变常数d31229

4.7.4　动态法测定压电应变常数d33230

4.7.5　压电应变常数d15的测定231

4.7.6　静水压压电应变常数dk的测定231

4.7.7　压电电压常数g31，g33，g15，gh的测定231

4.7.8　压电应力常数e的测定232

4.7.9　压电劲度常数h的测定233

§4.8　频率常数N的测定234

§4.9　声速的测定237

§4.10　电致伸缩系数的测定239

§4.11 居里点温度Tc的测定239

4.11.1　Sawyer-Tower电路示波器观察电滞回线突变法240

4.11.2　传输线路法241

4.11.3　扫频仪法242

4.11.4　电容电桥法243

4.11.5　直读式线性电容仪（自动记录）法244

4.11.6　电畴观察法244

4.11.7　热膨胀系数突变测量法246

§4.12　频率温度稳定性的测量247

4.12.1　频率温度系数TKf的测量247

4.12.2　最大相对频率漂移的测量248

§4.14 迭代法249

§4.13　经时稳定性的测定249

4.14.1　横向长度伸缩振动模251

4.14.2　厚度伸缩振动模258

4.14.3　厚度切变振动模259

4.14.4　与电场平行的纵向长度伸缩振动模260

4.14.5　压电陶瓷材料常数间的关系261

第五章　压电与铁电晶体特殊性能参数的测定266

§5.1 压电与铁电晶体折射率的测定266

5.1.1 自然光与偏振光266

5.1.2　折射率椭球和折射率曲面267

5.1.3　折射率的测定271

§5.2 电光系数和半波电压的测定［2,3］275

5.2.1　折射率椭球与电光系数276

5.2.2　KDP类型晶体的电光系数和半波电压277

5.2.3　半波电压和电光系数的测定283

§5.3　非线性光学系数的测定［5,6］290

5.3.1　位相匹配291

5.3.2　位相匹配二次谐波产生（SHG）法296

5.3.3　Maker条纹法301

§5.4　热（释）电系数和探测度的测定［17］307

5.4.1　静态法308

5.4.2 动态法308

5.4.3 电荷积分法［18］309

5.4.4　热（释）电器件探测度的测定311

§5.5　声表面波参数的测定313

5.5.1　表面波器件的工作原理314

5.5.2　表面波波速的测定315

5.5.3　表面波机电耦合系数的测定319

5.5.4　表面波参数的光学测定法［21］319

参考文献324

附录Ⅰ　一些重要压电与铁电晶体和陶瓷的主要性能329

附录Ⅱ　国外压电陶瓷型号和性能334

附录Ⅲ　主要物理量的单位换算342

附录Ⅳ　晶体的32种点群347

索引348