الأسرار الخمسة حول مستشعر السيراميك الكهرضغطي لا يعرفها إلا عدد قليل من الناس

يستخدم السيراميك الكهرضغطي على نطاق واسع في مجالات الإلكترونيات والضوء والحرارة والصوتيات. لقد أصبحت مادة وظيفية مهمة في صناعة الدفاع الوطني والصناعة المدنية والحياة اليومية. إنها واحدة من الاتجاهات البحثية الرئيسية للمواد الوظيفية الحالية. حاليا، الأكثر تُستخدم المحركات الانضغاطية ثنائية الشكل في السيراميك الكهرضغطي ولا تزال تيتانات زركونات الرصاص (PZT) والسيراميك الثلاثي أو الرباعي. في عملية تحضير السيراميك الكهرضغطي، تعتبر عملية الاستقطاب هي العملية الأساسية. الاستقطاب مستشعر hifu الكهرضغطي هو عملية حركة وتطوير هياكل المجال في السيراميك الكهرضغطي. السيراميك الكهرضغطي هو جسم متناحٍ قبل الاستقطاب الاصطناعي، ولا يُظهر التأثير الكهرضغطي للخارج. بعد الاستقطاب يصبح التفتيت الكهرضغطي بالموجات فوق الصوتية جسمًا متباين الخواص بسبب الاستقطاب المتبقي، وبالتالي يكون له تأثير كهرضغطية. ترتبط الخصائص الكهروضغطية والعازلة والمرنة للسيراميك الكهرضغطي المستقطب بدرجة الاستقطاب. لجعل السيراميك الكهرضغطي يتمتع بدرجة عالية من الاستقطاب، يعطي السيراميك الانضغاطي الكهربائي المجال كاملاً لخصائصه الكهرضغطية المحتملة، ويجب علينا استخدام أفضل ظروف الاستقطاب، أي اختيار قوة المجال الكهربائي للاستقطاب (E)، ودرجة حرارة الاستقطاب (T) وزمن الاستقطاب (t) [2]. الشروط الثلاثة لعملية الاستقطاب مترابطة. وإذا كان المجال الكهربائي للاستقطاب ضعيفا فيمكن تعويضه بزيادة درجة الحرارة وإطالة زمن الاستقطاب. إذا كان المجال الكهربائي سيراميك بيزو عالي الطاقة أقوى وكانت درجة الحرارة أعلى، فيمكن تقصير وقت الاستقطاب. ومع ذلك، فإن الشروط الثلاثة للاستقطاب ومكونات السيراميك الكهرضغطية ترتبط ارتباطًا وثيقًا. بالنسبة لمادة السيراميك الكهرضغطية PZT، لتقليل مجالها القسري، فإن الطريقة التقليدية هي ضبط نسبة الزركونيوم إلى التيتانيوم، فكلما زادت نسبة الزركونيوم إلى التيتانيوم، قل المجال القسري، بحيث يكون المجال الكهربائي للاستقطاب أصغر. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة البسيطة لتحسين نسبة الزركونيوم والتيتانيوم لا تحسن بشكل كبير ظروف عملية الاستقطاب.