Piezoelektriske egenskaber af almindelige piezoelektriske keramik og piezoelektriske materialer

 

Piezoelektrisk keramik er kunstige polykrystallinske piezoelektriske materialer. Krystalkornene inde i materialet har mange spontant polariserede elektriske domæner, som har en bestemt polarisationsretning, så der opstår et elektrisk felt. Når der ikke er noget eksternt elektrisk felt, er de elektriske domæner tilfældigt fordelt i krystallen, deres respektive polarisationseffekter annulleres, og den interne polarisering af den piezoelektriske keramik er nul. Derfor er den originale piezoelektriske keramik neutral og har ikke piezoelektriske egenskaber.

 

Når et eksternt elektrisk felt påføres keramikken, roteres polarisationsretningen af ​​de elektriske domæner og har en tendens til at blive arrangeret i overensstemmelse med retningen af ​​det eksterne elektriske felt, således at materialet er polariseret. Jo stærkere det ydre elektriske felt er, jo flere elektriske domæner drejes mere præcist i retningen af ​​det ydre elektriske felt. Lad intensiteten af ​​det ydre elektriske felt være stor nok til at mætte materialets polarisering, det vil sige, når polarisationsretningen af ​​det elektriske domæne er pænt i overensstemmelse med retningen af ​​det ydre elektriske felt, når det ydre elektriske felt fjernes, ændres polarisationsretningen af ​​det elektriske domæne dybest set, det vil sige den resterende pol Når styrken er meget høj, har materialet piezoelektriske egenskaber.

 

Fælles ultralyd piezoelektrisk keramik :

(1) Bariumtitanat (BaTiO3) piezoelektrisk keramik

Den har høj piezoelektrisk koefficient og dielektrisk konstant, og dens mekaniske styrke er ikke så god som kvarts.

 

(2) Blyzirkonattitanat Pb(Zr Ti)O3-seriens piezoelektriske keramik (PZT)

Den piezoelektriske koefficient er høj, og ændringerne af forskellige elektromekaniske parametre med temperatur, tid og andre eksterne forhold er små. Tilføjelse af et eller to sporelementer til bunden af ​​blyzirkonattitanat kan opnå PZT-materialer med forskellige egenskaber.

 

(3) Pb(MgNb)O3-PbTiO3-PbZrO3 Piezoelektrisk keramik (PMN)

Med en høj piezoelektrisk koefficient kan den fortsætte med at arbejde under tryk op til 700 kg/cm2 og kan bruges som kraftsensor ved høj temperatur.

 

Piezoelektrisk materiale:

Piezoelektrisk halvleder

Inklusive zinksulfid, cadmiumsulfid, zinkoxid, cadmiumsulfid

Det har både piezoelektriske og halvlederegenskaber

Organiske polymer piezoelektriske materialer:

Den ene er højmolekylær polymer

Fordele ved polyvinylidenfluorid (PVF2), polyvinylchlorid (PVC) og polyvinylfluorid: blød tekstur, høj trækstyrke og slagfasthed. Den anden type er polymerforbindelsen dopet med bariumtitanat (BaTiO3)

 

 

1. Ingredienser: Foretag forbehandling af materialer, fjern urenheder og fugt, og vej derefter forskellige råvarer piezokeramisk skive i henhold til formelforholdet. Bemærk, at der skal placeres en lille mængde tilsætningsstoffer i midten af ​​de store ingredienser.

 

2. Blanding og formaling: Formålet er at blande og male forskellige råmaterialer for at forberede betingelserne for fastfasereaktionen ved prækalcinering. Generelt anvendes tørslibning eller vådslibning. Tørformaling kan bruges til små partier, og kuglefræsning med omrøring eller jetformaling kan bruges til store partier med høj effektivitet.

 

3. Forbrænding: Formålet er at udføre faststofreaktion af forskellige råmaterialer ved høj temperatur for at syntetisere piezoelektrisk keramik. Denne proces er meget vigtig. Det vil direkte påvirke sintringsforholdene og det endelige produkts ydeevne.

 

4. Sekundær finslibning: Formålet er at fint vibrere, blande og male det forbrændte piezoelektriske keramiske pulver for at lægge et solidt fundament for porcelænets ensartede ydeevne.

 

5. Granulering: Formålet er at få pulveret til at danne granulat med høj densitet med god flydeevne. Metoden kan udføres manuelt, men effektiviteten er lav. Den nuværende effektive metode er at bruge spraygranulering. Denne proces involverer tilsætning af klæbemidler.

 

6. Formning: Formålet er at presse det granulerede materiale til et emne af den nødvendige præfabrikerede størrelse.

 

7. Plastudledning: Formålet er at fjerne det bindemiddel, der er tilsat under granuleringen, fra emnet.

 

8. Sintring til porcelæn: Emnet forsegles og sintres til porcelæn ved høj temperatur. Dette link er meget vigtigt.

 

9. Formbearbejdning: Slibning af det brændte produkt til den ønskede færdigvarestørrelse.

 

10. Elektrode: Indstil den øverste ledende elektrode på den nødvendige keramiske overflade. De generelle metoder omfatter indbrænding af sølvlag, kemisk aflejring og vakuumbelægning.

 

11. Højspændingspolarisering: gør de elektriske domæner inde i keramikken justerede, så keramikken har piezoelektriske egenskaber.

 

Tolv. Ældningstest: Efter at keramikkens ydeevne er stabil, skal du kontrollere forskellige indikatorer for at se, om de forventede ydeevnekrav er blevet opfyldt.

 

Til sammenligning, undervands piezoelektriske keramiske transducere har stærk piezoelektricitet, høj dielektricitetskonstant og kan behandles til former, men har lave mekaniske kvalitetsfaktorer, store elektriske tab og dårlig stabilitet, så de er velegnede til højeffekttransducere og bredbåndsfiltre og andre applikationer, men ikke ideelle til højfrekvente, højstabilitetsapplikationer. Piezoelektriske enkeltkrystaller såsom kvarts har svag piezoelektricitet, lav dielektricitetskonstant og størrelsesbegrænsninger på grund af begrænsninger af cut-type, men de har høj stabilitet og høje mekaniske kvalitetsfaktorer. De bruges mest som oscillatorer til standard frekvensstyring, høj selektivitet (multiple Det er et højfrekvent smalt båndpas) filter og en højfrekvent, højtemperatur ultralydstransducer osv.