Paraiméadair na n-ábhar piezoelectric agus cothromóidí piezoelectric (4)

Ceathrar. Aicmiú na n-ábhar piezoelectric
1. An chéad chineál d'ábhar piezoelectric criostail aonair piezoelectric Is é seo a tharlaíonn go nádúrtha nó saorga ábhar ferroelectric criostail aonair le anisotrópachta. Tá a éifeacht piezoelectric bunaithe ar chomhdhéanamh an struchtúir criostail De bharr athruithe i suíomh coibhneasta na n-ian dearfacha agus diúltacha ar an laitíse. Criostail aonair piezoelectric a úsáidtear go coitianta .Quartz (SiO2): Is criostail é seo atá déanta go nádúrtha nó saothraithe go saorga (criostail de dhéantús an duine) le dea-aonfhoirmeacht agus pointe curie ard; impedance ard agus meicniúil ard Q (Qm); cruas ard agus friotaíocht caitheamh maith; Tá an fheidhmíocht thar a bheith cobhsaí, tá an dul in aois thar a bheith mall agus íosta, agus tá a fheidhmíocht athruithe le teocht an-bheag, agus is féidir an comhéifeacht teocht minicíochta líneach nach n-athraíonn leis an am a fháil; tá an caillteanas beag, is féidir a úsáid le haghaidh minicíochtaí an-ard; tá an fheidhmíocht inslithe go maith, is féidir é a úsáid ard faoi voltas; is féidir a úsáid i dtimpeallachtaí teochta níos airde agus an-íseal. Mar gheall ar a n-airíonna níos fearr, tá grianchloch fós in úsáid go forleathan inniu, go háirithe mar thrasduchtóir caighdeánach agus mar oscillator ama i dtrealamh ríomhaireachta. Is é an míbhuntáiste atá aige ná go bhfuil an éifeachtacht chomhshó leictrimheicniúla íseal, rud a fhágann go bhfuil gnóthachan lúb an chórais níos ísle.

Litiam Niobate (LiNbO3): Is criostail aonair fearóleictreach é seo a fhástar go saorga le trastomhas suas le 120mm. Is féidir niobate litiam a úsáid chun an tonn thrasnach ultrasonaic a ghríosú go díreach le comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla ard agus feidhmíocht piezoelectric den scoth. Tá luach mór Qm aige agus pointe curie ard. Is féidir é a úsáid ag teochtaí arda, le polarú cobhsaí agus iomadú ultrasonaic. Is beag an caillteanas, níl sé íogair, agus tá an tairiseach minicíochta an-mhór. Is féidir é a úsáid chun trasducers minicíochta ultra-ard a dhéanamh. Dá bhrí sin, úsáideadh é mar ábhar bunúsach coitianta le haghaidh trasducers tonn fuaimiúil dromchla. Nuair a úsáidtear é mar thrasduchtóir tonn toirte, féadann sé íogaireacht níos fearr a fháil ná trasducers ceirmeacha piezoelectric coitianta. Úsáidtear é freisin chun tiús ultrasonaic a thomhas, tomhas caol agus trasducer cuisle. Is criostail aonair saorga é seo freisin. Tá dea-airíonna meicniúla aige, tá sé éasca a phróiseáil, is féidir é a thuaslagadh in uisce ach níl sé éasca le híogaireacht, a bhfuil airíonna fisiceacha agus ceimiceacha réasúnta seasmhach, agus tá airíonna piezoelectric den scoth aige. Stiall piezoelectric ábhar PZT
. Tá an comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla agus tairiseach tréleictreach íseal, agus an luach Qm sách íseal, tá siad oiriúnach chun trasducers leathanbhanda ard-íogaireachta, ard-réitigh agus línte moille a dhéanamh, mar shampla tomhas tiús ultrasonaic a dhéanamh agus trasducers caol-pulse. Ina theannta sin, tá sulfáit litiam (Li2SO4) le feidhmíocht glactha maith.

3. An dara cineál ábhar piezoelectric criadóireacht piezoelectric .This ábhar ferroelectric polycrystalline déanta ag lámhaigh láimhe modh shintéirithe púdar. Tá an éifeacht piezoelectric bunaithe ar an éifeacht electrostrictive, agus athraíonn a chuid maoine piezoelectric le shintéiriú. Tá difríochtaí sna comhábhair cheardaíochta agus foirmithe, agus mar sin tá go leor cineálacha agus léirithe éagsúla ann. Mar shampla: an t-ábhar a mheilt go 400 mogalra, ag cur ceanglóra, brú, bácáil ag teocht ard, agus ansin sábhadh, meilt agus snasta isteach i wafer ceirmeach piezoelectric críochnaithe. Tá criadóireacht piezoelectric éasca le cruthanna éagsúla a dhéanamh, agus is féidir iad a chreathadh ar mhodhanna éagsúla creathadh chun oiriúnú d'úsáidí éagsúla. Tá comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla ard aige, gnóthachan lúb ard agus íogaireacht, a bhfuil a buntáistí tábhachtacha. Is iad seo a leanas criadóireacht piezoelectric a úsáidtear go coitianta: Tíotánáit bhairiam (BaTiO3): Is meascán é seo de dhé-ocsaíd tíotáiniam (TiO2) agus carbónáit bhairiam (BaCO3) sintéaraithe ag teocht ard. Is ceirmeach piezoelectric é seo níos luaithe, tá a theocht curie íseal, tá an spleáchas teochta mór, agus tá an chobhsaíocht ama agus an chobhsaíocht theirmeach bocht. Anois tá sé fós in úsáid le haghaidh radaitheoirí sonar agus trasducers ultrasonaic. Tá éagsúlacht foirmlí agus tréithe ag titanate siorcónáit luaidhe, cód PZT, agus is é an criadóireacht piezoelectric is coitianta a úsáidtear faoi láthair.

An ghné is mó den tsraith PZT Is é criostail pláta piezoelectric an comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla ard, arb é an PZT-4 cineál tarchurtha, agus tá a saintréithe excitation ard go maith (luach Qm ard, caillteanas inmheánach beag, etc.), atá oiriúnach do radaitheoirí sonar agus trasducers ultrasonaic. , Gineadóir ardvoltais agus trasducer ardchumhachta. Is cineál glacadóra é PZT-5. Tá tairiseach tréleictreach ard aige, aosú íseal, agus luach íseal Qm. Tá sé oiriúnach do hidreafóin, trasducers ultrasonaic, imreoirí taifead, micreafóin, agus comhpháirteanna cainteoir. Tá sé oiriúnach freisin le haghaidh braite cineál pulse leathanbhanda, etc Ina theannta sin: PZT-2, PZT-5A, PZT-5H, PZT-6A, PZT-7A, PZT-8 ... agus mar sin de.

Tá comhéifeacht cúplála ard leictrimheicniúla ag niobium zincate de chreathadh gathacha agus luach íseal Qm (is féidir le roinnt MnO2 nó NiO2 Qm a mhéadú go 200), tá cobhsaíocht teochta níos airde, oiriúnach le haghaidh ábhair scagaire. Sraith luaidhe niobium cóbaltate: tá a chomhéifeachtaí cúplála leictrimheicniúla creathadh gathacha Kp agus Qm sách ard, ar féidir iad a úsáid mar chreathadh ultrasonaic agus claochladáin, scagairí, piocadh, etc. Antamónáit niobium luaidhe: luach ard Kp, cobhsaíocht mhaith, luach Qm mór, agus comhéifeacht teocht minicíochta beag. Córas mangainéise antamón luaidhe: Tá raon coigeartaithe mór ag Kp, luach ard Qm, caillteanas tréleictreach beag, agus cobhsaíocht mhaith. Mangainéis Tungstain Luaidhe: Voltas miondealaithe thar a bheith ard, luach Qm mór, luach Kp mór, agus cobhsaíocht teocht maith ag minicíocht athshondais.

Córas niobate luaidhe: Tá an tairiseach tréleictreach mór, tá an Kp meánach, agus tá na tréithe minicíochta fuaime maith. Tá córas caidmiam tungstain luaidhe teocht maith agus cobhsaíocht ama minicíochta. Luaidhe Maignéisiam Tellurate. Is féidir leis brú arís agus arís eile a sheasamh, agus tá airíonna leictreacha agus meicniúla ag dul in aois íseal. Ina theannta sin, tá antamónáit litiam luaidhe agus tantalate litiam luaidhe, a bhfuil cobhsaíocht mhaith agus luachanna Qm íseal acu, agus atá oiriúnach le haghaidh trasducer fuaimiúil faoi uisce. Chomh maith le criadóireacht piezo trínártha, forbraíodh criadóireacht piezo ceathartha de shiorcóináit niobium nicil-niobium since-titanium-luaidhe.

An tríú cineál ábhar piezoelectric ábhar piezoelectric polaiméir-polar. Is polaiméir leathchriostalach nua sintéiseithe go saorga é seo le héifeacht piezoelectric, ar a dtugtar polaiméir polar, agus tá a éifeacht piezoelectric bunaithe ar pholaiméir polar. Is fearr an rothlú móilíneach faoi láthair le fluairíd polyvinilidene (PVDF). Tá PVDF (-CH2-CF2-) ar cheann de na polaiméirí is mó polar. Tá an scannán PVDF síneadh arís agus arís eile a fhad bunaidh ag teocht faoi bhun 100 ° C chun scannán β-cineál (foirm criostalach de PVDF) a fháil, a chuirtear i bhfeidhm le leictreoid (alúmanam de ghnáth) agus polaraithe i réimse leictreach ard DC (Teocht 80-150 ℃), gheobhaidh piezoelectric feidhmíocht piezoelectric, is féidir é a úsáid go héifeachtach mar ghlacadóir, is féidir leis an ábhar fuaime bentic a úsáid go héifeachtach, is féidir leis an ábhar bentic a bheith ina theannta sin, tá cobhsaíocht teirmeach aige. tá impedance fuaimiúil beag, agus tá sé comhoiriúnaithe go maith le huisce, go háirithe oiriúnach le haghaidh hidreafóin agus trasducers le haghaidh tástála allamuigh fuaime diagnóiseacha ultrafhuaime leighis. Is iad na míbhuntáistí a bhaineann le hábhair scannáin piezoelectric ná nach bhfuil an cóimheas comhartha-go-torann idéalach, nach bhfuil an comhéifeacht cúplála leictrimheicniúla mór go leor, agus tá na caillteanais mheicniúla agus tréleictreach sách mór. Ina theannta sin, toisc go bhfuil an fachtóir cáilíochta (Qm, Qe) beag, níl sé oiriúnach d'áiteanna ina bhfuil gá le hathshondas géar, ná le haghaidh ionchur mór agus obair leanúnach, toisc go bhfuil a éifeacht piezoelectric nuair a úsáidtear é ar feadh i bhfad ag teocht os cionn 80 ° C Laghdú. Ina theannta sin, cuimsíonn ábhair piezoelectric polaiméire polaiméire polyfluoroethylene (PVF2) agus a leithéidí.

An ceathrú cineál ábhar piezoelectric - ábhar piezoelectric ilchodach agus scannán piezoelectric ocsaíd since. Ábhar piezoelectric ilchodach Tá pláta bainte fuinnimh comhdhéanta de cháithníní ceirmeacha ferroelectric scaipthe agus measctha in ábhair pholaiméire. Cosúil le hábhair leictreacha, braitheann a n-airíonna piezoelectric ní hamháin ar na cáithníní ceirmeacha, ach freisin ar an gcineál ábhair polaiméire a úsáidtear mar mhaitrís, go háirithe na córais ilchodacha le polaiméirí ard-cheadaithe mar PVDF agus fluairíd vinylidene. , Is féidir é a úsáid mar ábhair piezoelectric láidir. Ní gá an t-ábhar piezoelectric seo a shíneadh cosúil le comhlachtaí piezoelectric polaiméire eile, agus tá sé isotrópach go hinmheánach. Leis an athrú ar an gcineál polaiméire maitrís, is féidir raon mór modulus leaisteacha a fháil. Go háirithe, is féidir é a bheith te-brúite agus praiticiúil. an-áisiúil. Mar shampla, tá airíonna piezoelectric agus airíonna tréleictreach an-chobhsaí ag ábhair chomhchodacha sraith PVDF agus PZT. Tá an chéim phraiticiúil bainte amach ag na hábhair seo agus tá siad cosúil le hábhair polaiméire piezoelectric i bhfeidhm.

Úsáidtear scannán piezoelectric ocsaíd since (ZnO) (déanta trí phróiseas spraeála bhfolús) le haghaidh giniúna ultra-ardmhinicíochta ultrasonaic agus trasducers glactha. Is féidir é a úsáid sa bhanna minicíochta 30-3000 MHz agus tá éifeacht mhaith aige. Is féidir é a úsáid chun staidéar a dhéanamh ar airíonna ábhair, líne mhoill ultrasonaic, gléas acousto-optach, próiseáil cumarsáide agus faisnéise, agus micreascóp ultrasonaic, etc., le bandaleithead minicíochta, éifeachtacht chomhshó leictrea-fhuaimiúil maith, agus meaitseáil éasca leis an gciorcad excitation. Ina theannta sin, tá sulfíde caidmiam (CdS), nítríd alúmanaim (AlN), etc. freisin ábhair scannán tanaí piezoelectric maith.