المواد المركبة الكهرضغطية

في سبعينيات القرن العشرين، استخدم العلماء المواد الخزفية الكهرضغطية (PZT) والمواد غير الكهرضغطية (مركب البوليمرات) وفقًا لترتيب معين، وبالتالي تشكيل مزيج من المواد الكهرضغطية والمواد غير الكهرضغطية. المركبات الكهروضغطية لها عيوبها الخاصة، حيث تشكل مزيجًا من المواد الكهرضغطية وغير الكهرضغطية وتثبيط كل منهما. إنها مركبات كهرضغطية معيبة ذاتيًا.

يعتمد تصنيف المستشعرات الكهرضغطية الأنبوبية على مدى اتصالها، حيث يمثل الرقم السابق الطور الكهرضغطي. يشير الرقم الأخير إلى اتصال الطور غير الكهرضغطي، واتصال اندفاعي بين الرقمين. على سبيل المثال، يشير المركب الكهرضغطي إلى أن الطور الكهرضغطي ليس له اتصال في جميع الاتجاهات الثلاثة، والطور غير الكهرضغطي متصل في جميع الاتجاهات الثلاثة؛ تشير المركبات الكهرضغطية من النوع 3-1 إلى أن عمود البوليمر متصل في ثلاثة أبعاد بينما المواد الكهربائية الضغطية لها اتصال في بعد واحد؛ تمثل المركبات الكهرضغطية محول أو قضبان أنبوب كهرضغطية وفقًا لمواصفات معينة. يتم ترتيبها في بوليمر يكون فيه طور البوليمر متصلاً في جميع الاتجاهات الثلاثة، في حين أن الطور الكهرضغطي لديه اتصال في اتجاه واحد فقط.

بالمقارنة مع عنصر كهرضغطية بالموجات فوق الصوتية ذات التأثير الكهرضغطي أحادي الطور، فإن 3 أنواع من المركبات الكهروإجهادية لها اتجاه كهروميكانيكي ذو سماكة أعلى. إنه معامل اقتران، مقاومة صوتية منخفضة، معامل تماسك كهروميكانيكي عرضي منخفض، ثابت عازل منخفض، عامل جودة ميكانيكي منخفض، ومرونة أفضل وإمكانية التحكم. يحتوي وضع الاهتزاز لمادة كهرضغطية من النوع على اهتزازين جانبيين واهتزاز سمك. في تطبيق محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الطبي العام، يتم تشغيل المادة الكهرضغطية فقط في وضع اهتزاز السماكة. يتم عزل الطور الكهرضغطي للمادة المركبة 3 في الاتجاه الجانبي بواسطة طور البوليمر، يمكن لمستشعر اهتزاز عنصر الانضغاط أن يقلل بشكل فعال من الاهتزاز العرضي. إن الجمع بين الأوضاع الديناميكية يجعل الطاقة أكثر تركيزًا في وضع اهتزاز السماكة، وبالتالي تحسين التنسيق الكهروميكانيكي لاتجاه سمكها. يقلل المعامل التماسك الكهروميكانيكي العرضي.

منذ أن قدم طور البوليمر مادة كهرضغطية أحادية الطور، تكون مادة طور البوليمر والمقاومة الصوتية منخفضة نسبيًا (عادةً 25٪ طور كهرضغطية)، مما يقلل من إجمالي الكثافة والمقاومة الصوتية لأقراص كهرضغطية من مادة كهرضغطية تؤدي إلى تحسين خصائص مطابقة المادة. إدخال مرحلة البوليمر في وقت واحد هو ثابت العزل الكهربائي للمادة، بحيث تكون السعة الثابتة للمادة المركبة أصغر، وتزيد مقاومة الإدخال، ولها خصائص إخراج جهد جيدة. عامل الجودة الميكانيكية للمواد المركبة الكهرضغطية هو فقط السيراميك الكهرضغطي العادي. المادة هي 0.001 مرة 0.01 يوم، وهو أكثر ملاءمة لصنع محولات الطاقة النبضية الضيقة ذات النطاق العريض.