Nyheder

Du er her: Hjem / Nyheder / Grundlæggende om piezoelektrisk keramik / Grundprincippet i piezoelektrisk keramisk materiale

Det grundlæggende princip for piezoelektrisk keramisk materiale

Visninger: 7 Forfatter: Webstedsredaktør Udgivelsestid: 10-09-2018 Oprindelse: websted

Spørge

1. Domæne:

Generelt er retningerne for spontan polarisering af ferroelektriske stoffer forskellige, men i et lille område er de spontane polariseringsretninger for de respektive enhedsceller de samme, og dette lille område kaldes et ferroelektrisk domæne. Grænsevæggen mellem de to domæner kaldes domænevæg og kan opdeles i en 90° domænevæg, en 180° domænevæg og lignende i henhold til de to domæners spontane polarisationsretninger. Domænevæggen er normalt placeret i nærheden af piezoelektrisk keramisk krystaldefekt, og domænevæggen er ikke let at flytte på grund af den indre spænding i defektområdet. Orienteringen af tilstødende domæner er generelt 'end-to-tail', og en særlig form for 'head-to-head, tail-to-tail' vil dukke op under påvirkning af stressfeltet for at lette energireduktionen. Observationsdomænet kan være en kemisk ætsningsmetode, en polariserende mikroskopmetode eller en røntgentopografimetode.

2. Ferroelektricitetskoncept:

Nogle piezokrystaller udviser spontane polarisationsegenskaber. Der er et iboende spontant polariseringselektrisk moment i ferroelektrik; i ferroelektriske krystaller ledsages domænestrukturen sædvanligvis, og de spontane polarisationselektriske momenter i samme domæne er i samme retning; når den ultralydspolariserede piezo-transducerkrystal er stor nok, kan forskellige domæner af elektrisk piezo annullere hver på grund af forskellige orienteringer, så den makroskopiske polarisering ikke afsløres. Den spontane polarisering af elektrisk moment kan ændre retning under påvirkning af eksternt elektrisk felt; under påvirkning af vekslende eksternt elektrisk felt E vises forholdet mellem den makroskopiske polarisationsintensitet p af det ferroelektriske legeme og E på returlinjen. Disse egenskaber ved ferroelektrik minder meget om ferromagnetisme, så de kaldes på ferroelektricitet. I det ferroelektriske legeme skyldes den makroskopiske polarisationsintensitet p=0 generelt domænestrukturen. Når det ydre elektriske felt E er meget lille, har p en lineær sammenhæng med E. Når E er stor nok, kaldes en kurve, hvor p halter efter E, for en hysteresesløjfe. Efter en gentagen vekslende polarisering af et stærkt vekslende elektrisk felt med en fast amplitude har hysteresesløjfen en i det væsentlige stabil form.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps er den spontane polarisering af et enkelt domæne uden et elektrisk felt; Pr er den resterende polarisation; Ec er et elektrisk tvangsfelt. Når det eksterne elektriske felt begynder at virke på den upolariserede prøve, genereres den resterende polarisering Pr på prøven. For at reducere den resterende polarisation til nul, skal det tvangselektriske felt Ec påføres i den modsatte retning. Det elektriske felt i den modsatte retning øger polariseringen i den modsatte retning og danner således hele hysteresesløjfen. Den ændrer sig langs denne kurve, hver gang den polariseres. Anderledes piezoelektrisk transducer piezoelektrisk keramik har forskellige hysterese-løkker. Polariseringsprocessen er en meget kompliceret proces. Når der polariseres, er det ikke kun et højere elektrisk felt, der kræves, men forskellige tykkelser kræver forskellige tider, og den optimale polarisationseffekt kan opnås ved en højere temperatur. Det polariserede piezoelektriske keramiske materiale mister polarisationseffekten ved en vis høj temperatur, og forskellige piezoelektriske materialer har forskellige fejltemperaturer. Dette skal bemærkes, når du vælger piezoelektriske keramiske materialer. Polarisationsegenskaberne af piezoelektrisk keramik er den viden, som designere af piezoelektriske geofoner skal mestre. Forskellen i ydeevne mellem piezoelektrisk præpolarisering og postpolarisering af piezoelektriske keramiske materialer er stor.

3. Piezoelektrisk effekt:

Piezoelektrisk effekt kan opdeles i positiv piezoelektrisk effekt og omvendt piezoelektrisk effekt. En bundet ladning opstår i begge ender af den polariserede piezoelektriske keramiske plade, så et lag af fri ladning udefra adsorberes på overfladen af elektroden. Når et eksternt tryk F påføres den keramiske plade, vil den PZT-materialer piezokeramisk deformeres under påvirkning af en ekstern kraft, og et polariseringsfænomen opstår inde i piezoelektrisk keramisk element , og positive og negative modsatte ladninger vises på de modsatte overflader af den keramiske plade. Der vil ske en udledning. Tværtimod vil træk forårsage opladning. Når den ydre kraft fjernes, vil den vende tilbage til den uladede tilstand. Fænomenet, at denne mekaniske effekt omdannes til en elektrisk effekt, hører til den positive piezoelektriske effekt. Derudover har piezoelektrisk keramik egenskaben af spontan polarisering, og spontan polarisering kan transformeres ved påvirkning af et eksternt elektrisk felt. Derfor, når et eksternt elektrisk felt påføres et piezoelektrisk dielektrikum, sker der en ændring som vist på figuren, og det piezoelektriske keramiske materiale deformeres. Imidlertid deformeres piezoelektrisk keramik, fordi når det samme eksterne elektriske felt som den spontane polarisering tilføjes, forstærkes polariseringen. Stigningen i polarisationsintensiteten får den piezoelektriske keramiske plade til at forlænges i polarisationsretningen. Tværtimod, hvis det omvendte elektriske felt påføres, forkortes piezokeramikken i polarisationsretningen. Dette fænomen med at blive til en mekanisk effekt på grund af en elektrisk effekt er en omvendt piezoelektrisk effekt.