Zprávy

Nacházíte se zde: Domov / Zprávy / Základy piezoelektrické keramiky / Základní princip piezoelektrického keramického materiálu

Základní princip piezoelektrického keramického materiálu

Zobrazení: 7 Autor: Editor webu Čas publikování: 2018-09-10 Původ: místo

Zeptejte se

1. Doména:

Obecně platí, že směry spontánní polarizace feroelektrik jsou různé, ale na malé ploše jsou směry spontánní polarizace příslušných základních buněk stejné a tato malá oblast se nazývá feroelektrická doména. Hraniční stěna mezi dvěma doménami se nazývá doménová stěna a může být rozdělena na 90° doménovou stěnu, 180° doménovou stěnu a podobně podle směrů spontánní polarizace dvou domén. Stěna domény se obvykle nachází v blízkosti piezoelektrický keramický krystal defektu a doménová stěna se nedá snadno pohybovat kvůli vnitřnímu napětí v oblasti defektu. Orientace sousedních domén je obecně 'od konce k ocasu' a zvláštní forma 'hlava k hlavě, ocas k ocasu' se objeví pod působením stresového pole, aby se usnadnilo snížení energie. Pozorovací doménou může být metoda chemického leptání, metoda polarizačního mikroskopu nebo metoda rentgenové topografie.

2. Feroelektřina koncept:

Některé piezo krystaly vykazují spontánní polarizační vlastnosti. Ve feroelektrikách existuje vlastní spontánní polarizační elektrický moment; ve feroelektrických krystalech je doménová struktura obvykle doprovázena a spontánní polarizační elektrické momenty ve stejné doméně jsou ve stejném směru; když je krystal ultrazvukového polarizovaného piezoměniče dostatečně velký, různé domény elektrického piezoelektrického piezoelektrického měniče mohou každou zrušit v důsledku různých orientací, takže makroskopická polarizace není odhalena. Spontánní polarizace elektrického momentu může změnit směr působením vnějšího elektrického pole; působením střídavého vnějšího elektrického pole E se na zpětném vedení objeví vztah mezi makroskopickou intenzitou polarizace p feroelektrického tělesa a E. Tyto vlastnosti feroelektrik jsou velmi podobné feromagnetismu, proto se nazývají feroelektrika. Ve feroelektrickém tělese je makroskopická intenzita polarizace p=0 obecně způsobena doménovou strukturou. Když je vnější elektrické pole E velmi malé, má p lineární vztah s E. Když je E dostatečně velké, křivka, ve které p zaostává za E, se nazývá hysterezní smyčka. Po opakované střídavé polarizaci silného střídavého elektrického pole s pevnou amplitudou má hysterezní smyčka v podstatě stabilní tvar.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps je spontánní polarizace jedné domény bez elektrického pole; Pr je zbytková polarizace; Ec je koercitivní elektrické pole. Když vnější elektrické pole začne působit na nepolarizovaný vzorek, vytvoří se na vzorku zbytková polarizace Pr. Aby se zbytková polarizace snížila na nulu, musí být koercitivní elektrické pole Ec aplikováno v opačném směru. Elektrické pole v opačném směru zvyšuje polarizaci v opačném směru a tvoří tak celou hysterezní smyčku. Mění se podél této křivky pokaždé, když je polarizována. Různé piezoelektrický měnič piezoelektrická keramika má různé hysterezní smyčky. Proces polarizace je velmi komplikovaný proces. Při polarizaci je potřeba nejen vyšší elektrické pole, ale různé tloušťky vyžadují různé časy a optimálního polarizačního efektu lze dosáhnout při vyšší teplotě. Polarizovaný piezoelektrický keramický materiál ztrácí při určité vysoké teplotě polarizační efekt a různé piezoelektrické materiály mají různé teploty selhání. To je třeba vzít v úvahu při výběru piezoelektrických keramických materiálů. Polarizační vlastnosti piezoelektrické keramiky jsou znalostmi, které musí konstruktéři piezoelektrických geofonů ovládat. Rozdíl ve výkonu mezi piezoelektrickou pre-polarizací a post-polarizací piezoelektrických keramických materiálů je velký.

3. Piezoelektrický jev:

Piezoelektrický jev lze rozdělit na kladný piezoelektrický jev a inverzní piezoelektrický jev. Na obou koncích polarizované piezoelektrické keramické desky vzniká vázaný náboj, takže na povrchu elektrody je adsorbována vrstva volného náboje zvenčí. Když je na keramickou desku aplikován vnější tlak F, Piezokeramika PZT se působením vnější síly deformuje a uvnitř dochází k polarizačnímu jevu piezoelektrický keramický prvek a na opačných površích keramické desky se objevují kladné a záporné opačné náboje. Dojde k výboji. Naopak tahání způsobí nabíjení. Po odstranění vnější síly se vrátí do nenabitého stavu. Jev, že se tento mechanický jev přemění na elektrický, patří k pozitivnímu piezoelektrickému jevu. Piezoelektrická keramika má navíc vlastnost spontánní polarizace a spontánní polarizaci lze transformovat působením vnějšího elektrického pole. Proto, když je na piezoelektrické dielektrikum aplikováno vnější elektrické pole, dojde ke změně, jak je znázorněno na obrázku, a piezoelektrická keramika se deformuje. Piezoelektrická keramika se však deformuje, protože když se přidá stejné vnější elektrické pole jako spontánní polarizace, polarizace se zvýší. Zvýšení intenzity polarizace způsobí, že se piezoelektrický keramický plát protáhne ve směru polarizace. Naopak při aplikaci reverzního elektrického pole se piezokeramika zkracuje ve směru polarizace. Tento jev přeměny v mechanický efekt v důsledku elektrického jevu je inverzní piezoelektrický efekt.