Feidhmiú criadóireachta piezoelectric sna réimsí nua(1)

Ós rud é gur aimsigh na deartháireacha Curie éifeacht piezoelectric tourmaline i 1880, thosaigh stair criadóireacht piezoelectrics ó Grianchloch agus BaTiO3, bhí ról tábhachtach ag criadóireacht i stair na piezoelectrics. Mar sin féin, tar éis teacht ar chriadóireacht piezoelectric PZT, tá luas cur i bhfeidhm criadóireacht piezoelectric luathaithe go mór, agus tá cur i bhfeidhm criadóireacht piezoelectric tar éis dul i ngleic le staid nua.

Is ábhair ceirmeacha feidhmiúla iad criadóireacht piezoelectric a thiontaíonn fuinneamh meicniúil agus fuinneamh leictreach dá chéile agus a bhfuil éifeacht piezoelectric acu. Tagraíonn an éifeacht piezoelectric mar a thugtar air don fheiniméan go bhfuil an polarú (nó an réimse leictreach) spreagtha ag strus nó go bhfuil an strus (nó an brú) de bharr an réimse leictrigh. Is éifeacht piezoelectric dearfach é an chéad cheann agus is éifeacht piezoelectric diúltach é an dara ceann. Éifeacht leictreach. Go dtí seo, an éifeacht piezoelectric de trasducer feadán piezoelectric i bhfeidhm ar go leor réimsí a bhaineann go dlúth le saol na ndaoine, lena n-áirítear saol tionsclaíoch, míleata, leighis agus laethúil. cuireadh Is féidir a fheiceáil go bhfuil tábhacht mhór ag taighde na criadóireachta piezoelectric. Le teacht próisis nua agus ábhair nua, tá criadóireacht piezoelectric ag athrú le gach lá a rith. Déanann an páipéar seo cur síos ar roinnt feidhmeanna nua de chriadóireacht piezoelectric. úsáidtear criadóireacht piezoelectric go forleathan. Go ginearálta, is féidir é a roinnt ina rialú minicíochta, braite trasducer agus feistí optoelectronic. I measc na bhfeistí rialaithe minicíochta ceirmeacha piezoelectric tá scagairí, athshonadóirí, agus línte moille. Úsáidtear na gléasanna seo sna ciorcaid moille rianaithe, micrea-ríomhaire agus teilifíse datha. Gineann leatháin ceirmeacha piezoelectric (vibrators piezoelectric) creathadh meicniúil ag minicíocht áirithe faoi ghníomhaíocht voltas ailtéarnach seachtrach. Go ginearálta, tá aimplitiúid an chreathadh den sórt sin beag, ach nuair a bhíonn minicíocht an voltais i bhfeidhm mar an gcéanna le minicíocht creathadh meicniúil nádúrtha an vibrator piezoelectric, déantar athshondas, agus tá an aimplitiúid méadaithe go mór. Ag an am seo, gineann an réimse leictreach malartach brú ag an éifeacht piezoelectric inbhéartach, agus gineann an brú sruth ag an éifeacht piezoelectric dearfach.

Úsáidtear feistí piezoelectric go forleathan, ní hamháin sna táirgí tionsclaíocha agus sibhialta, ach freisin in iarratais mhíleata. Mar shampla, trasducer criadóireacht piezo le haghaidh adhainte ar feadh i bhfad. Baineadh úsáid as I 1969, d'úsáid an tSín ábhair piezoelectric ar fiúsanna piezoelectric, atá feistithe le 40 roicéad nua, agus thosaigh táirgeadh mais. Sháraigh an t-aschur bliantúil uasta 3 mhilliún píosa, agus bhí an t-aschur carnach i 103 bliain níos mó ná 20 milliún píosa. Tá beagnach 103 cineál ann, a úsáidtear go príomha i dteilgeáin pollta armúr. Tá gá le líon mór scagairí piezoceramic agus scagairí SAW piezoelectric i réimsí tábhachtacha eile, mar shampla radair, cumarsáid mhíleata agus trealamh loingseoireachta. Mar a thug cuideachta teicneolaíochta agus meastóireachta margaidh na SA le fios le déanaí i dtuarascáil Tamar, is cuid bhunúsach iad scagairí piezoelectric nach dtugann daoine mórán aird orthu, ach tá siad tábhachtach gan iad. Ní oibreoidh trealamh cumarsáide, loingseoireachta agus cosanta nua-aimseartha. Tá margadh ollmhór déanta ag an ról riachtanach seo de scagaire piezoelectric, agus leanann a chur i bhfeidhm ag leathnú. Glac mo chás mar shampla. Forbraíodh agus tháirgtear go leor cineálacha scagairí ceirmeacha piezoelectric, scagairí SAW piezoelectric, línte mhoill SAW agus vibrators le blianta fada; d'fhorbair agus tháirg cineálacha éagsúla méadair luasghéaraithe piezoelectric, gíreascóip piezoelectric, agus inclinometers leictreacha brú, etc., a úsáidtear go forleathan in iarratais mhíleata agus sibhialta.

2 fheiste nua agus feidhmchlár nua

I measc úsáidí tipiciúla na ngníomhairí ceirmeacha nua seo tá gníomhróirí líneacha, caidéil chómhalartacha agus cuasáin, lasca, callairí, tomhasairí brú, creathadh, scairdeanna uisce agus glacadóirí, sraonairí optúla, athsheachadáin, gléasanna creathadh laghdaithe agus dealaithe torainn agus córais chliste. Go háirithe, tá cumas mór ag actuators marmair agus cruinneachán i dtionscal na ngluaisteán, is féidir iad a úsáid mar braiteoirí agus comhpháirteanna damper, ag athrú eilimintí comhla. Úsáidtear an actuator marmair sna hiarratais ina bhfuil an méid beag agus go bhfuil an freagra tapa. Baineadh úsáid rathúil as sna scanóirí optúla. Tiomántán stórála cuimhne ard-dlúis. Úsáid fhéideartha eile a bhaineann le actuator cineál coirníní, mar thiomáint CDROM agus tiomáint stórála cuimhne maighnéadach-optúil, ná a shuíomh beacht le haghaidh iompair. Is féidir na gníomhaithe marmair agus cruinneachán a úsáid freisin i hidreafóin, i luasmhéadair agus i dtrasduchtóirí aerfhuaimneach. Gnéithe le haghaidh cineálacha éagsúla actuators ceirmeacha piezo. Is féidir actuators ceirmeacha piezoelectric agus electrostrictive a roinnt ina feistí díláithrithe dochta agus feistí díláithrithe athshondach. Is brú ailtéarnach é an gléas díláithrithe athshondach a ghineann excitation sa réimse leictrigh ag minicíocht athshondach meicniúil, amhail mótar piezoelectric ultrasonaic. D'fhonn an gnáth-mhótar leictreamaighnéadach a athsholáthar. Tá go leor iarrachtaí déanta ag taighdeoirí chun mótair ultrasonaic ardchumhachta a fhorbairt. Tá 'luas íseal agus chasmhóiminte ard' tréithrithe ag mótair ultrasonaic, atá i gcodarsnacht dhíreach le luas ard agus chasmhóiminte beag mótair leictreamaighnéadacha.

Tá cineál tonn seasamh agus cineál tonn tarchuir cineál tonn seasamh ag an mótar ultrasonaic atá á fhorbairt faoi láthair, ar a dtugtar cineál cúplála creathadh freisin. Cúpláiltear an ball creathadh leis an ngníomhaire piezoelectric chun tairiscint éilipseach chothrománach a tháirgeadh ón deireadh. Go ginearálta, tá éifeachtacht ard ag an gcineál tonn seasamh, ach tá easpa fadhbanna rialaithe treo dearfacha agus diúltacha ann. Anois, forbraíodh mótar líneach ultrasonaic a chomhcheanglaíonn sraitheanna iomadúla de actuators piezoelectric agus cosa miotail forc-chruthach tiúnta. Ós rud é go bhfuil an minicíocht athshondas meicniúil idir an dá chosa beagán difriúil, is féidir an dá chosa a rialú tríd an minicíocht tiomána a athrú. An difríocht chéim idir na vibrations lúbthachta. Tá a ghluaiseacht sleamhnáin cosúil le húsáid an chapaill as cosa tosaigh agus cúil. Nuair a bhíonn sé tiomáinte le voltas 6 V de 98 kHz, tá luas uasta 20 m/s ag an mótar tástála le méid 20 mm × 20 mm × 5 mm, tarraingt uasta de 2 N, agus éifeachtacht uasta 20% (cumhacht gníomhachtaithe 0.7 W). Baineadh úsáid as an mótar seo ar ardáin bheachtais xY.