تصنيف المواد الخزفية الكهرضغطية

تصنيف المواد الخزفية الكهرضغطية

عنصر السيراميك الكهرضغطي عبارة عن مادة خزفية بيزو وظيفية يمكنها تحويل الطاقة الميكانيكية والطاقة الكهربائية إلى بعضها البعض. فيما يتعلق بالتأثير الكهروضغطي، بالإضافة إلى الكهرباء الضغطية، يتمتع السيراميك الكهروضغطي أيضًا بخصائص عازلة ومرونة، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في التصوير الطبي، وأجهزة الاستشعار الصوتية، ومحولات الطاقة الصوتية، ومحركات الموجات فوق الصوتية، وما إلى ذلك. مع التطور السريع لتكنولوجيا المعلومات الإلكترونية الحديثة، أصبح تطوير واستكشاف مواد السيراميك الكهرضغطية ذات الأداء الممتاز قضية ساخنة في مختلف البلدان. تركز هذه الورقة على تطوير وآلية وإنتاج وتطبيق السيراميك الكهروضغطي، وتصف المواد الخزفية الكهروضغطية من جوانب مختلفة.

يبدأ تاريخ السيراميك الكهرضغطي في عام 1880، حيث اكتشف الأخوان كوري لأول مرة التأثير الكهرضغطي للتورمالين، وبدأ تاريخ علم الكهرضغطية في عام 1881، وقد أثبتت تجربة الأخوين كوري التأثير الكهرضغطي العكسي وأعطت نفس الثوابت الكهرضغطية الإيجابية والسلبية للكوارتز. في عام 1894، أشار فويجت إلى أن البلورات الانضغاطية المكونة من عشرين مجموعة نقطية فقط بدون مراكز تناظر من المرجح أن يكون لها تأثير كهرضغطية. الكوارتز الضغطي هو ممثل للبلورات الكهرضغطية، وقد تم تطبيقه. في الحرب العالمية الأولى، استخدم لانج زيوان من كوري لأول مرة التأثير الكهرضغطي للكوارتز لصنع كاشف بالموجات فوق الصوتية تحت الماء للكشف عن الغواصات، وبالتالي كشف الفصل الخاص بتاريخ التطبيقات الكهرضغطية. تم اكتشاف السيراميك الانضغاطي BaTiO3 في الحرب العالمية الثانية، وحققت المواد الكهرضغطية وتطبيقاتها تقدمًا تاريخيًا. في عام 1946، وجد معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أنه تم تطبيق مجال كهربائي عالي الجهد على سيراميك كهرضغطية من تيتانات الباريوم، بحيث تم توجيه الاستقطاب التلقائي بشكل تفضيلي على طول اتجاه المجال الكهربائي، وتم الحفاظ على الاستقطاب المتبقي بعد إزالة المجال الكهربائي مع التأثير الكهرضغطي للسيراميك الانضغاطي للمادة الكهرضغطية .

يتم تصنيف مواد السيراميك الكهرضغطية إلى بلورات كهرضغطية ومحول طاقة أنبوبي كهرضغطية . تشير البلورات الكهرضغطية بشكل عام إلى بلورات مفردة كهرضغطية، والتي تشير إلى بلورات نمت في ترتيب طويل المدى وفقًا لشبكة الكريستال. هذا الهيكل البلوري ليس له مركز تناظر. مثل الكريستال (كريستال الكوارتز)، غالات الليثيوم، نيوبات الليثيوم، نيوبات التيتانيوم ونيوبات الليثيوم ترانزستور الليثيوم، نيوبات الليثيوم وما إلى ذلك. يشير السيراميك الكهرضغطي عمومًا إلى البلورات الكهرضغطية. السيراميك الكهرضغطي عبارة عن بلورات متعددة يتم الحصول عليها عن طريق الخلط والتشكيل والتلبيد بدرجة حرارة عالية مع مادة خام مكونة ضرورية، وجمع حبيبات الكريستال الدقيقة بشكل غير منتظم عن طريق تفاعل الطور الصلب وعملية التلبيد بين جزيئات المسحوق. يُطلق على السيراميك الكهرضغطي اسم السيراميك الكهرضغطي والسيراميك الكهرضغطي. السيراميك الكهرضغطي عبارة عن مواد خزفية وظيفية للمعلومات يمكنها تحويل الطاقة الميكانيكية والطاقة الكهربائية إلى بعضها البعض. للحصول على تأثير كهرضغطية. بالإضافة إلى الكهرباء الانضغاطية، فإن السيراميك الكهرضغطي له خصائص كهرضغطية. كما أن لديها خصائص عازلة ومرونة وقد تم استخدامها على نطاق واسع في التصوير الطبي وأجهزة الاستشعار الصوتية ومحولات الطاقة الصوتية والمحركات فوق الصوتية وما شابه. يتم تصنيع السيراميك الكهرضغطي من مادة PZT باستخدام المادة تحت تأثير الضغط الميكانيكي، مما يتسبب في استقطاب الإزاحة النسبية لمركز الشحنات الموجبة والسالبة، مما يؤدي إلى ظهور الجانب الآخر من المادة مع علامة معاكسة للشحنة المحاصرة. التأثير الكهرضغطي له خصائص حساسة. بشكل عام، السيراميك الكهرضغطي عبارة عن مواد خزفية تولد الجهد عن طريق التحفيز الخارجي. يعتبر كل من السيراميك الكهرضغطي والسيراميك الكهربائي من المواد العازلة. للعازل تأثيران تحت تأثير المجال الكهربائي، وهما التأثير الكهرضغطي العكسي وتأثير الانقباض الكهربائي. يشير التأثير الكهرضغطي العكسي إلى العازل.