Language
Kyke: 10 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2020-03-23 Oorsprong: Werf
Vier. Klassifikasie van piëzo-elektriese materiale
1. Die eerste tipe piëzo-elektriese materiaal piëzo-elektriese enkelkristal. Dit is 'n natuurlike of kunsmatige enkelkristal ferro-elektriese materiaal met anisotropie. Die piëso-elektriese effek daarvan is gebaseer op die samestelling van die kristalstruktuur wat veroorsaak word deur veranderinge in die relatiewe posisie van die positiewe en negatiewe ione op die rooster. Algemeen gebruikte piëso-elektriese enkelkristalle .Kwarts (SiO2): Dit is 'n natuurlik gevormde of kunsmatig gekweekte (mensgemaakte kristal) kristal met goeie eenvormigheid en hoë curiepunt; hoë impedansie en hoë meganiese Q (Qm); hoë hardheid en goeie slytasieweerstand; Die werkverrigting is uiters stabiel, die veroudering is uiters stadig en minimaal, en sy werkverrigting verander met temperatuur is baie klein, en die lineêre frekwensie temperatuurkoëffisiënt wat nie met tyd verander nie, kan verkry word; die verlies is klein, wat gebruik kan word vir uiters hoë frekwensies; die isolasieprestasie is goed, dit kan onder spanning hoog gebruik word; wat in hoër en uiters lae temperatuur omgewings gebruik kan word. As gevolg van sy baie voortreflike eienskappe, word kwarts vandag nog wyd gebruik, veral as 'n standaardomskakelaar en as 'n tydossillator in rekenaartoerusting. Die nadeel daarvan is dat die elektromeganiese omskakelingsdoeltreffendheid laag is, wat die wins van die stelsellus laer maak.
Litium Niobaat (LiNbO3): Dit is 'n kunsmatig gegroeide ferro-elektriese enkelkristal met 'n deursnee van tot 120 mm. Litium niobaat kan gebruik word om die ultrasoniese transversale golf direk op te wek met 'n hoë elektromeganiese koppelingskoëffisiënt en uitstekende piëso-elektriese werkverrigting. Dit het 'n groot Qm waarde en 'n hoë curie punt. Dit kan by hoë temperature gebruik word, met stabiele polarisasie en ultrasoniese voortplanting. Die verlies is klein, dit is nie delikaat nie, en die frekwensiekonstante is baie groot. Dit kan gebruik word om ultra-hoë frekwensie-omskakelaars te maak. Daarom is dit gebruik as 'n algemene basiese materiaal vir oppervlak akoestiese golf-omskakelaars. Wanneer dit as 'n volumegolfomskakelaar gebruik word, kan dit beter sensitiwiteit verkry as gewone piëso-elektriese keramiekomskakelaars. Dit word ook gebruik vir ultrasoniese diktemeting, smal meting en polstransducer. Dit is ook 'n kunsmatige enkelkristal. Dit het goeie meganiese eienskappe, is maklik om te verwerk, kan in water opgelos word, maar is nie maklik om te verwyder nie, wat relatief stabiele fisiese en chemiese eienskappe het en uitstekende piëso-elektriese eienskappe van PZT materiaal piëzo-elektriese strook
. Die elektromeganiese koppelingskoëffisiënt en lae diëlektriese konstante, en die Qm-waarde is redelik laag, hulle is geskik vir die maak van hoë-sensitiwiteit, hoë-resolusie breëband-omskakelaars en vertragingslyne, soos die maak van ultrasoniese diktemeting en smal pulsomsetters. Daarbenewens is daar litiumsulfaat (Li2SO4) met goeie ontvangsprestasie.
3. Die tweede tipe piëzo-elektriese materiaal piëzo-elektriese keramiek. Dit is 'n polikristallyne ferro-elektriese materiaal wat gemaak word deur die handvuur van poeiersintermetode. Die piëso-elektriese effek is gebaseer op die elektrostriktiewe effek, en die piëso-elektriese eienskappe daarvan verander met sintering. Daar is verskille in die vakmanskap en formulering bestanddele, so daar is baie tipes en verskillende prestasies. Byvoorbeeld: maal die materiaal tot 400 maas, voeg 'n bindmiddel by, pers, bak by hoë temperatuur, en saag dan, slyp en poleer in 'n voltooide piëzo-elektriese keramiekwafel. Piëso-elektriese keramiek is maklik om in verskillende vorms gemaak te word, en kan in 'n verskeidenheid vibrasiemodusse vibreer word om aan te pas by verskeie gebruike. Dit het 'n hoë elektromeganiese koppelingskoëffisiënt, hoë luswins en sensitiwiteit, wat die belangrikste voordele daarvan is. Algemeen gebruikte piëso-elektriese keramiek is: Bariumtitanaat (BaTiO3): Dit is 'n mengsel van titaandioksied (TiO2) en bariumkarbonaat (BaCO3) wat by hoë temperatuur gesinter is. Dit is 'n vroeëre piëzo-elektriese keramiek, sy curie-temperatuur is laag, die temperatuurafhanklikheid is groot, en die tydstabiliteit en termiese stabiliteit is swak. Nou word dit steeds vir sonarstralers en ultrasoniese transducers gebruik. Loodsirkonaattitanaat, kode PZT, het 'n verskeidenheid formules en kenmerke, en is tans die piëso-elektriese keramiek wat die meeste gebruik word.
Die belangrikste kenmerk van die PZT-reeks piëzo-elektriese plaatkristal is die hoë elektromeganiese koppelingskoëffisiënt, waarvan die PZT-4 'n transmissietipe is, en sy hoë opwekkingseienskappe is goed (hoë Qm-waarde, klein interne verlies, ens.), Wat geskik is vir sonarstralers en ultrasoniese transduktors. , Hoë spanning kragopwekker en hoë krag transducer. PZT-5 is 'n ontvanger tipe. Dit het 'n hoë diëlektriese konstante, lae veroudering en lae Qm-waarde. Dit is geskik vir hidrofone, ultrasoniese omskakelaars, platespelers, mikrofone en luidsprekerkomponente. Dit is ook geskik vir breëband pols tipe opsporing, ens. Daarbenewens: PZT-2, PZT-5A, PZT-5H, PZT-6A, PZT-7A, PZT-8 ... en so aan.
Loodniobiumsinkaat het 'n hoë elektromeganiese koppelingskoëffisiënt van radiale vibrasie en 'n lae Qm-waarde (byvoeging van 'n bietjie MnO2 of NiO2 kan Qm tot 200 verhoog), daar is 'n hoër temperatuurstabiliteit, geskik vir filtermateriaal. Lood niobium kobaltaat reeks: sy radiale vibrasie elektromeganiese koppelingskoëffisiënte Kp en Qm is relatief hoog, wat gebruik kan word as ultrasoniese vibrators en transformators, filters, bakkies, ens. Lood niobium manganaat: hoë Qm waarde, goeie tydstabiliteit, lae diëlektriese konstante, medium elektromeganiese koppelingskoëffisiënt Kp van radiale vibrasiekoëffisiënt en gepaste filter oscillator delay. Loodniobiumantimonaat: hoë Kp-waarde, goeie stabiliteit, groot Qm-waarde en klein frekwensie-temperatuurkoëffisiënt. Lood-antimoon-mangaanstelsel: Kp het 'n groot verstelbereik, 'n hoë Qm-waarde, klein diëlektriese verlies en goeie stabiliteit. Lood Tungsten Mangaan: Uiters hoë afbreekspanning, groot Qm waarde, groot Kp waarde, en goeie temperatuur stabiliteit by resonansie frekwensie.
Loodniobaatstelsel: Die diëlektriese konstante is groot, die Kp is medium, en die klankfrekwensie-eienskappe is goed. Lood wolfram kadmium stelsel is 'n goeie temperatuur en tyd stabiliteit van frekwensie. Lood Magnesium Telluraat. Dit kan herhaalde druk weerstaan, en het 'n lae veroudering van elektriese en meganiese eienskappe. Daarbenewens is daar loodlitiumantimonaat en loodlitiumtantalaat, wat goeie stabiliteit en lae Qm-waardes het, en geskik is vir onderwater akoestiese transducer. Benewens ternêre piëzo-keramiek, is kwaternêre piëzo-keramiek van niobium nikkel-niobium sink-titanium-loodsirkonaat ontwikkel.
Die derde tipe piëzo-elektriese materiaal-polêre polimeer piëso-elektriese materiaal. Dit is 'n nuwe kunsmatig gesintetiseerde semi-kristallyne polimeer met 'n piëso-elektriese effek, wat 'n polêre polimeer genoem word, en sy piëso-elektriese effek is gebaseer op 'n polêre polimeer. Die molekulêre rotasie is tans die beste met polivinielideenfluoried (PVDF). PVDF (-CH2-CF2-) is een van die mees polêre polimere. Die PVDF-film word tot 'n paar keer sy oorspronklike lengte by 'n temperatuur onder 100 ° C gestrek om 'n β-tipe ('n kristallyne vorm van PVDF) film te verkry, wat met 'n elektrode (gewoonlik aluminium) toegedien word en in 'n hoë GS elektriese veld gepolariseer word (temperatuur is 80-150 ℃), sal piëso-elektriese, effektiewe ontvangswerkverrigting verkry, stabiliteit, boonop kan die materiaal gebuig word, die akoestiese impedansie is klein, en dit pas goed by water, veral geskik vir hidrofone en transduktors vir mediese ultraklank diagnostiese klankveldtoetsing. Die nadele van piëso-elektriese filmmateriaal is dat die sein-tot-geraas-verhouding nie ideaal is nie, die elektromeganiese koppelingskoëffisiënt nie groot genoeg is nie, en die meganiese en diëlektriese verliese relatief groot is. Boonop, omdat die kwaliteitsfaktor (Qm, Qe) klein is, is dit nie geskik vir plekke waar skerp resonansie vereis word nie, en ook nie vir groot insette en deurlopende werk nie, omdat die piëzo-elektriese effek daarvan wanneer dit vir 'n lang tyd by 'n temperatuur bo 80 ° C gebruik word, verminder. Daarbenewens sluit polêre polimeer piëso-elektriese materiale polifluoretileen (PVF2) en dies meer in.
Die vierde tipe piëso-elektriese materiaal - saamgestelde piëso-elektriese materiaal en sinkoksied piëso-elektriese film. Saamgestelde piëzo-elektriese materiaal energie-oesplaat is saamgestel uit ferro-elektriese keramiekdeeltjies wat in polimeermateriaal versprei en gemeng is. Soos elektriese materiale, hang hul piëzo-elektriese eienskappe nie net af van die keramiekdeeltjies nie, maar ook van die tipe polimeermateriaal wat as die matriks gebruik word, veral die saamgestelde stelsels met hoëpermittiwiteitspolimere soos PVDF en vinielideenfluoried. , Kan as sterk piëzo-elektriese materiale gebruik word. Hierdie piëso-elektriese materiaal hoef nie soos ander polimeer piëso-elektriese liggame gestrek te word nie, en is intern isotroop. Met die verandering van die matrikspolimeertipe kan 'n groot reeks elastiese modulus verkry word. Dit kan veral warmgedruk en prakties wees. baie gerieflik. Byvoorbeeld, die saamgestelde materiale van PVDF- en PZT-reekse het baie stabiele piëso-elektriese eienskappe en diëlektriese eienskappe. Hierdie materiale het die praktiese stadium bereik en is soortgelyk aan piëso-elektriese polimeermateriale in toepassing.
Sinkoksied (ZnO) piëso-elektriese film (gemaak deur vakuumbespuitingsproses) word gebruik vir ultrahoë frekwensie ultrasoniese generering en ontvangs van transducers. Dit kan in die 30-3000 MHz frekwensieband gebruik word en het 'n goeie effek. Dit kan gebruik word vir die studie van materiaaleienskappe, ultrasoniese vertragingslyn, akoesto-optiese toestel, kommunikasie en inligtingverwerking, en ultrasoniese mikroskoop, ens., Met frekwensiebandwydte, goeie elektro-akoestiese omskakelingsdoeltreffendheid, en maklike passing met die opwekkingskring. Daarbenewens is kadmiumsulfied (CdS), aluminiumnitried (AlN), ens. ook goeie piëso-elektriese dunfilmmateriale.
