Piezoelektrické vlastnosti běžné piezoelektrické keramiky a piezoelektrických materiálů

 

Piezoelektrická keramika jsou umělé polykrystalické piezoelektrické materiály. Krystalová zrna uvnitř materiálu mají mnoho spontánně polarizovaných elektrických domén, které mají určitý směr polarizace, takže existuje elektrické pole. Pokud neexistuje žádné vnější elektrické pole, elektrické domény jsou v krystalu rozmístěny náhodně, jejich příslušné polarizační efekty jsou zrušeny a vnitřní polarizace piezoelektrické keramiky je nulová. Proto je původní piezoelektrická keramika neutrální a nemá piezoelektrické vlastnosti.

 

Když je na keramiku aplikováno vnější elektrické pole, směr polarizace elektrických domén se otáčí a má tendenci být uspořádán podle směru vnějšího elektrického pole, takže materiál je polarizován. Čím silnější je vnější elektrické pole, tím více elektrických domén je přesněji natočeno ke směru vnějšího elektrického pole. Nechť je intenzita vnějšího elektrického pole dostatečně velká, aby nasytila ​​polarizaci materiálu, to znamená, když je směr polarizace elektrické domény přesně v souladu se směrem vnějšího elektrického pole, když je vnější elektrické pole odstraněno, směr polarizace elektrické domény se v podstatě změní, to znamená zbývající pól. Když je síla velmi vysoká, materiál má piezoelektrické vlastnosti.

 

Společný ultrazvuková piezoelektrická keramika :

(1) Piezoelektrická keramika s titaničitanem barnatým (BaTiO3).

Má vysoký piezoelektrický koeficient a dielektrickou konstantu a jeho mechanická pevnost není tak dobrá jako křemen.

 

(2) Piezoelektrická keramika řady zirkoničitan titaničitan Pb(Zr Ti)O3 (PZT)

Piezoelektrický koeficient je vysoký a změny různých elektromechanických parametrů s teplotou, časem a dalšími vnějšími podmínkami jsou malé. Přidáním jednoho nebo dvou stopových prvků k základu zirkoničitanu titanátu olovnatého lze získat materiály PZT s různými vlastnostmi.

 

(3) Piezoelektrická keramika Pb(MgNb)O3-PbTiO3-PbZrO3 (PMN)

Díky vysokému piezoelektrickému koeficientu může nadále pracovat pod tlakem až 700 kg/cm2 a lze jej použít jako snímač síly při vysoké teplotě.

 

Piezoelektrický materiál:

Piezoelektrický polovodič

Včetně sulfidu zinečnatého, sulfidu kademnatého, oxidu zinečnatého, sulfidu kademnatého

Má piezoelektrické i polovodičové vlastnosti

Organické polymerní piezoelektrické materiály:

Jedním z nich je vysokomolekulární polymer

Výhody polyvinylidenfluoridu (PVF2), polyvinylchloridu (PVC) a polyvinylfluoridu: měkká textura, vysoká pevnost v tahu a odolnost proti nárazu. Druhým typem je polymerní sloučenina dopovaná titaničitanem barnatým (BaTiO3)

 

 

1. Ingredience: Proveďte předzpracování materiálů, odstraňte nečistoty a vlhkost a poté navažte různé suroviny piezokeramický kotouč podle poměru vzorce. Všimněte si, že malé množství přísad by mělo být umístěno uprostřed velkých přísad.

 

2. Míchání a mletí: účelem je smíchání a mletí různých surovin za účelem přípravy podmínek pro reakci v pevné fázi předkalcinace. Obecně se používá suché broušení nebo mokré broušení. Suché mletí lze použít pro malé dávky a mletí v kulovém mlýnu nebo tryskové mletí lze použít pro velké dávky s vysokou účinností.

 

3. Předpálení: Účelem je provést tuhou reakci různých surovin při vysoké teplotě za účelem syntézy piezoelektrické keramiky. Tento proces je velmi důležitý. Přímo to ovlivní podmínky slinování a výkon konečného produktu.

 

4. Sekundární jemné mletí: Účelem je jemně vibrovat, míchat a drtit předem vypálený piezoelektrický keramický prášek tak, aby byl položen pevný základ pro rovnoměrný výkon porcelánu.

 

5. Granulace: Účelem je vytvořit prášek z granulí s vysokou hustotou s dobrou tekutostí. Metoda může být provedena ručně, ale účinnost je nízká. Současným účinným způsobem je použití sprejové granulace. Tento proces zahrnuje přidání lepidel.

 

6. Tváření: Účelem je lisování zrnitého materiálu do polotovaru požadované velikosti prefabrikátu.

 

7. Plastové vypouštění: účelem je odstranit pojivo přidané během granulace z polotovaru.

 

8. Slinování do porcelánu: Polotovar se zataví a slinuje do porcelánu při vysoké teplotě. Tento odkaz je velmi důležitý.

 

9. Tvarové zpracování: Broušení vypáleného výrobku na požadovanou velikost hotového výrobku.

 

10. Elektroda: Umístěte horní vodivou elektrodu na požadovaný keramický povrch. Mezi obecné metody patří vypalování stříbrné vrstvy, chemické nanášení a vakuové potahování.

 

11. Polarizace vysokého napětí: zarovnejte elektrické domény uvnitř keramiky tak, aby keramika měla piezoelektrické vlastnosti.

 

Dvanáct. Test stárnutí: Poté, co je výkon keramiky stabilní, zkontrolujte různé indikátory, abyste zjistili, zda byly splněny očekávané požadavky na výkon.

 

ve srovnání podvodní piezoelektrické keramické měniče mají silnou piezoelektřinu, vysokou dielektrickou konstantu a mohou být zpracovány do tvarů, ale mají nízké mechanické kvalitativní faktory, velké elektrické ztráty a špatnou stabilitu, takže jsou vhodné pro vysoce výkonné měniče a širokopásmové filtry a další aplikace, ale nejsou ideální pro vysokofrekvenční aplikace s vysokou stabilitou. Piezoelektrické monokrystaly, jako je křemen, mají slabou piezoelektřinu, nízkou dielektrickou konstantu a omezení velikosti kvůli omezením typu řezu, ale mají vysokou stabilitu a vysoké faktory mechanické kvality. Většinou se používají jako oscilátory pro standardní frekvenční řízení, vysoce selektivní (vícenásobný It is vysokofrekvenční úzkopásmový) filtr a vysokofrekvenční, vysokoteplotní ultrazvukový měnič atd.