أخبار

أنت هنا: بيت / أخبار / أساسيات السيراميك الكهرضغطية / مبدأ السيراميك الكهرضغطي وتشكيل المجالات

مبدأ السيراميك الكهروضغطي وتشكيل المجالات

المشاهدات: 13 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2018-11-19 الأصل: موقع

استفسر

الظاهرة الكهروضغطية والتأثير الكهروضغطي هي أن يمارس عمود السيراميك الانضغاطي لمحول الطاقة الإلكتروني ضغطًا متعامدًا على سطح القطب، مما يسبب تشوهًا ويولد أيضًا تفريغًا عالي الجهد. يتم تطبيق إشارة جهد متناوب مسموعة على قطب الجرس الكهرضغطي، مما ينتج عنه تشوه وينتج أيضًا صوتًا مسموعًا. من خلال تلخيص هذه الظواهر المماثلة، يمكن الحصول على مفهوم التأثيرات الكهروضغطية الإيجابية والسلبية، أي أن تأثير السيراميك الكهروضغطي الناتج عن تشوه القوة يسمى التأثير الكهرضغطي الإيجابي. يُسمى تأثير تشوه السيراميك الكهروضغطي من خلال تطبيق الجهد الكهربي بالتأثير الكهرضغطي العكسي.

الهيكل الداخلي لل محولات الطاقة الخزفية Pzt هي المعرفة المادية التي تخبرنا أن خصائص أي مادة يتم تحديدها من خلال بنيتها الداخلية. لذلك، لفهم المبدأ الكهرضغطي للسيراميك الكهرضغطي وفهم أسباب التأثيرات الكهروضغطية، يجب علينا أولاً أن نعرف السيراميك الكهروضغطي. هيكل الخلية والاستقطاب التلقائي للسيراميك الكهروإجهادي له بنية خلية، وهو هيكل نوع البيروفسكايت الخزفي الكهرضغطي (CaTiO3) الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، مثل PbTiO3، BaTiO3، KxNa1-xNbO3، Pb (ZrxTi1-x) O3 وما إلى ذلك. الصيغة الكيميائية لهذا النوع من المواد هي ABO3. في الصيغة، سعر الكهرباء لـ A هو 1 أو 2، وسعر الكهرباء لـ B هو 4 أو 5. خلية الوحدة الخاصة بها (الوحدة الهيكلية في الشبكة البلورية).

تشكيل المجالات الكهروضغطية للسيراميك الكهروضغطي:

تسمى المنطقة التي يكون فيها الاستقطاب التلقائي موحدًا في السيراميك الكهرضغطي المجال (أو المجال الكهروضوئي). فيما يلي مثال يتم فيه تغيير بنية البيروفسكايت من الطور المكعب إلى الطور الرباعي لتوضيح تكوين المجالات.

1. اتجاه المحور ج يحدد اتجاه الاستقطاب التلقائي
عندما يكون الهيكل الداخلي للحبوب في يتغير محول الطاقة الخزفي الخزفي من الطور المكعب إلى الطور الرباعي، وقد يصبح أي واحد من المحاور هو المحور c للطور الرباعي. نظرًا لأن الاستقطاب التلقائي موازٍ للمحور c، فقد تكون اتجاهات الاستقطاب التلقائي لخلايا الوحدة المعنية مختلفة عن بعضها البعض. لكن هذه ليست أدنى حالة طاقة.

2 يحدد مبدأ الحد الأدنى من الطاقة بنية المجال،من أجل تلبية مبدأ الحد الأدنى من الطاقة، يجب أن تشكل حبيبات الطور الرباعي بنية المجال، وتتطلب مطابقة الشبكة أن تقوم خلية الوحدة باستقطاب الاتجاه تلقائيًا. يتطلب مبدأ وجود الطاقة الدنيا للخلية مطابقة اتجاه الاستقطاب التلقائي للخلايا غير المتناسقة.

3.بنية المرحلة تحدد نوع جدار المجال
علاوة على ذلك، منذ خلية السيراميك الكهرضغطية هي رباعية الزوايا، ولا يمكن أن يكون اتجاه الاستقطاب التلقائي موازيًا إلا لأحد المحاور البلورية الثلاثة لمرحلة التفاعل الأصلية المكعبة، وبالتالي فإن اتجاه الاستقطاب التلقائي في المجالين المتجاورين يمكن أن يكون 90 درجة أو 180 درجة فقط. ويشار إلى واجهات المجالات المقابلة بجدران المجال 90 درجة وجدران المجال 180 درجة على التوالي.

حركة المجال تحت تأثير مجال كهربائي خارجي. إذا تم تطبيق مجال كهربائي عالي بما فيه الكفاية على بلورة متعددة المجالات، فإن مجال اتجاه الاستقطاب التلقائي واتجاه المجال الكهربائي سوف يستمران في الزيادة والعكس صحيح. تتغير البلورة بأكملها من مجال متعدد إلى مجال واحد، ويتوافق اتجاه الاستقطاب التلقائي مع اتجاه المجال الكهربائي. عملية الاستقطاب الغرض من ثنائي مورف السيراميك الانضغاطي هو إضافة مجال كهربائي عالي التيار بشكل كافٍ إلى أقطاب الألواح الخزفية لإجبار المجالات على الدوران حتى لو تمت محاذاة استقطابها التلقائي. PS هو الاستقطاب التلقائي، Pr هو الاستقطاب المتبقي، وEC هي شدة المجال القسري. في عملية استقطاب السيراميك الكهرضغطي، يتم بشكل عام اختيار EC ذات قوة مجال كهربائي تبلغ 2-3 مرات. الفهم الإضافي للتأثير الكهروضغطي هو أن الاستقطاب المتبقي في السيراميك الكهرضغطي المستقطب يتم التعبير عنه دائمًا في شكل عزم ثنائي القطب الكهربائي، أي شحنة مرتبطة بشكل إيجابي في أحد طرفي السيراميك الضغطي وشحنة سالبة في الطرف الآخر، للتدريع ولمواجهة تأثير الاستقطاب المتبقي على العالم الخارجي تحت تأثير الشحنة المقيدة، يتم امتصاص شحنة حرة من الخارج على سطح القطب السيراميكي.

حركة المجال تحت تأثير مجال كهربائي خارجي. إذا تم تطبيق مجال كهربائي عالي بما فيه الكفاية على بلورة متعددة المجالات، فإن مجال اتجاه الاستقطاب التلقائي واتجاه المجال الكهربائي سوف يستمران في الزيادة والعكس صحيح. تتغير البلورة بأكملها من مجال متعدد إلى مجال واحد واتجاه الاستقطاب التلقائي. وهو ما يتوافق مع اتجاه المجال الكهربائي. تتمثل عملية الاستقطاب للسيراميك الكهرضغطي في إضافة مجال كهربائي عالي التيار بشكل كافٍ إلى الأقطاب الكهربائية أقراص بيزو محول الطاقة الخزفي لإجبار المجالات على الدوران حتى لو تم محاذاة الاستقطاب التلقائي. PS هو الاستقطاب التلقائي، Pr هو الاستقطاب المتبقي، وEC هي قوة المجال القسري. في عملية الاستقطاب الخزفي الكهرضغطي، يتم اختيار EC بقوة مجال كهربائي تبلغ 2-3 مرات بشكل عام. الفهم الإضافي للتأثير الكهرضغطي هو أن الاستقطاب المتبقي في السيراميك الكهرضغطي المستقطب يتم التعبير عنه دائمًا في شكل عزم ثنائي القطب الكهربائي، أي شحنات مرتبطة بشكل إيجابي في أحد طرفي السيراميك الضغطي وشحنة سالبة في الطرف الآخر، للتدريع ولمواجهة تأثير الاستقطاب المتبقي على العالم الخارجي تحت تأثير الشحنة المقيدة، يتم امتصاص شحنة حرة من الخارج على سطح القطب السيراميكي.