Language
Zobrazení: 14 Autor: Editor webu Čas publikování: 22. 5. 2020 Původ: místo
Piezoelektrická keramika je funkční keramický materiál pzt, který dokáže transformovat mechanickou energii a elektrickou energii. Takzvaný piezoelektrický efekt se týká pozitivního piezoelektrického jevu, že když jsou některá média pod mechanickým tlakem, i když je tlak tak malý jako vibrace zvukové vlny, způsobí změny tvaru, jako je stlačení nebo prodloužení, což způsobí nabití povrchu média. Naopak, když je aplikováno budicí elektrické pole, médium způsobí mechanickou deformaci, která se nazývá reverzní piezoelektrický jev.
V roce 1880 objevili francouzští bratři Curieové 'piezoelektrický efekt'. V roce 1942 byl ve Spojených státech, bývalém Sovětském svazu a Japonsku vyroben první piezoelektrický keramický materiál, titaničitan barnatý. V roce 1947 se zrodil snímač titaničitanu barnatého, první piezoelektrické keramické zařízení. Na počátku 50. let 20. století byl úspěšně vyvinut další piezoelektrický keramický materiál, zirkoničitan titaničitý, s mnohem lepšími vlastnostmi než titaničitan barnatý. Od té doby vstoupil vývoj piezoelektrické keramiky do nové etapy. Od 60. do 70. let se piezoelektrická keramika zdokonalovala a stávala se stále dokonalejší. Například binární piezoelektrická keramika zirkoničitan titaničitý vylepšená o mnoho piezoprvků, objevila se také ternární a kvartérní piezoelektrická keramika na bázi zirkoničitanu olovnatého. Tyto PZT materiály mají vynikající vlastnosti, jednoduchou výrobu, nízkou cenu a široké použití.
Piezoelektrický zapalovač, mobilní rentgenový zdroj a detonační zařízení pláště mohou být vyrobeny s využitím charakteristik piezoelektrické keramiky pro přeměnu vnější síly na elektrickou energii. Pomocí dvou piezoelektrických keramických sloupků o průměru 3 mm a výšce 5 mm namísto obyčejného pazourku lze vyrobit plynový elektronický zapalovač, který se dokáže plynule zapálit desítky tisíckrát. Použití piezoelektrické keramiky k přeměně elektrické energie na ultrazvukové vibrace může být použito k prozkoumání polohy a tvaru podvodních ryb, provádění nedestruktivního testování kovu, ultrazvukového čištění a ultrazvukového lékařského ošetření a také může být vyrobeno na různé ultrazvukové řezačky, svařovací zařízení a páječky pro zpracování plastů a dokonce i kovů.
Piezoelektrická keramika je citlivá na vnější síly, takže dokáže vnímat i narušení křídel létajícího hmyzu do vzduchu na vzdálenost více než deset metrů a převést extrémně slabé mechanické vibrace na elektrické signály. S touto charakteristikou lze piezoelektrický deskový krystal použít v sonarovém systému, meteorologické detekci, telemetrické ochraně životního prostředí, domácích spotřebičích a tak dále. V dnešní době je piezoelektrická keramika aplikována vědci v mnoha oblastech, jako je stavba obrany státu, vědecký výzkum, průmyslová výroba a život lidí, a stala se všestrannou osobou v informačním věku.
V oblasti letectví a kosmonautiky je piezoelektrický gyroskop z piezoelektrické keramiky 'kormidlo' kosmických lodí a umělých satelitů létajících ve vesmíru. Pouze pomocí 'kormidla', kosmické lodi a umělé družice můžeme zaručit její pevnou polohu a kurz. Tradiční mechanický gyroskop s krátkou životností, špatnou přesností a nízkou citlivostí nemůže splnit požadavky kosmických lodí a satelitních systémů. Piezokeramická válcová trubice s malými rozměry má vysokou citlivost a spolehlivost. Ponorky, které se ponoří do hlubin moře, jsou vybaveny sonarovými systémy zvanými podvodní průzkumníci. Je to nepostradatelné vybavení pro podvodní navigaci, podvodní komunikaci, průzkum nepřátelských lodí, čištění nepřátelských min a také mocný nástroj pro rozvoj mořských zdrojů. Dokáže detekovat skupiny ryb, prozkoumat topografii mořského dna atd. V tomto sonarovém systému je piezoelektrický keramický podvodní akustický měnič. Když se akustický signál vysílaný podvodním akustickým snímačem dotkne cíle, vytvoří odrazový signál, který je přijat jiným přijímajícím podvodním akustickým snímačem, takže cíl je nalezen. V současné době je piezoelektrická keramika jedním z nejlepších materiálů pro výrobu podvodních akustických měničů.
V medicíně lékaři umístí ultrazvukový piezoelektrický diskový měnič na vyšetřovací část lidského těla, po elektrifikaci vysílají ultrazvukovou vlnu a posílají ji do tkáně lidského těla, aby vytvořili ozvěnu, pak přijímají ozvěnu a zobrazují ji na fluorescenční obrazovce, aby lékaři porozuměli vnitřnímu stavu lidského těla. V průmyslu jsou v geologickém detektoru piezoelektrické keramické prvky, pomocí kterých lze posuzovat geologické poměry vrstev a zjišťovat podzemní ložiska nerostů. Kromě toho je keramický transformátor, transformátor v televizoru, menší velikosti a lehčí hmotnosti, s účinností 60% - 80%. Dokáže odolat vysokému napětí 30 000 voltů, udržovat napětí stabilní a zcela eliminovat vady rozostření a deformace televizního obrazu. V současnosti většina televizorů vyráběných v zahraničí používá piezoelektrické keramické transformátory. Stačí 15palcová obrazovka se 75mm piezoelektrickým keramickým transformátorem. Díky tomu je televizor menší a lehčí.
Piezoelektrická keramika je také široce používána v každodenním životě. Plynový elektronický zapalovač z obyčejného pazourku je nahrazen dvěma piezoelektrickými keramickými sloupky o průměru 3 mm a výšce 5 mm. Může se zapálit desítky tisíckrát nepřetržitě. Elektronická zapalovací pistole vyrobená na stejném principu je vynikajícím nástrojem pro zapálení plynového sporáku. Existuje také druh dětské hračky z piezoelektrických keramických komponentů, jako je bzučák z piezoelektrické keramiky instalovaný v bříšku štěněte hračky, který vydá skutečný a zajímavý zvuk.
S rozvojem špičkových technologií se piezoelektrická keramika bude používat stále více a více. Kromě toho, že se používá v oblasti high-tech, jde spíše o službu lidem v každodenním životě a vytváření lepšího života pro lidi.
