Taighde ar Fheidhmíocht Díláithrithe Micreathnóra Ceirmeacht Pianileictreach sliseanna PZT (2

 Comparáid idir dlús, tairiseach tréleictreach agus comhéifeacht piezoelectric de scannán ceirmeach PZN-PZ-PT a fhaightear trí mhodh réitigh agus modh brúite tirim:

  Taispeánann an figiúr cuar tréith statach voltais-díláithrithe an mhicrea-ghníomhaí ceirmeach piezoelectric sliseanna ilchiseal PZT sa mhodh díláithrithe fadaimseartha. Ón gcuar seo, is féidir a fheiceáil, nuair a mhéadaíonn an voltas feidhmithe de réir a chéile agus ansin ar ais go nialas, tosaíonn an gléas Mar a thaispeántar sa chothromóid (1), gintear an díláithriú ar bhealach líneach agus gar-líneach, agus ansin aistrítear ar bhealach neamhlíneach; nuair a laghdaíonn an voltas ón uasvoltas, ní fhilleann a dhíláithriú mar an díláithriú bunaidh a thuilleadh, ach tarlaíonn aga moille díláithrithe. Is gné thábhachtach de sholúbtha PZT-bhunaithe é an caidreamh hysteresis seo idir voltas agus díláithriú fáinne piezoceramic stoc . feistí díláithrithe Baineann an chúis atá leis an hysteresis díláithrithe voltais seo le struchtúr criostail agus struchtúr fearainn leictreach criadóireacht piezoelectric bunaithe ar PZT. Toisc gur struchtúr perovskite é struchtúr criostail piezo PZT na criadóireachta piezoelectric, agus go bhfuil a tairisigh laitíse d'aiseanna a agus c difriúil; nuair a bhíonn an criadóireacht piezoelectric polaraithe, tá go leor 90 fearainn leictreacha fós sa chriostail. I réimse leictrigh íseal (Tá an voltas comhfhreagrach réasúnta íseal freisin), tá díláithriú criadóireacht piezoelectric go príomha mar gheall ar polarú an dipole leictreach faoi ghníomhaíocht an réimse leictrigh, ionas go mbeidh an t-athrú ar a dhéine polaraithe in éineacht leis an éifeacht electrostrictive, nó is cúis le héifeacht inbhéartach leictreach a dhíláithriú meicniúil líneach; Mar sin féin, nuair a bhíonn an ceirmeach piezoelectric faoi réir réimse leictreach ard, tosaíonn na 90 réimse sa chriostail ag casadh, ionas go mbeidh na haiseanna a agus c de na tairisigh laitíse neamhchothromaithe ina chúis le díláithriú criadóireacht piezoelectric go neamhlíneach sa treo comhthreomhar leis an réimse leictreach nó ingearach leis. Nuair a laghdaíonn an voltas ón uasluach, tá dhá fhearann ​​inchúlaithe agus dochúlaithe sna 90 fearann. Tá na fearainn dochúlaithe seo ann. Déanann sé seo an criadóireacht piezoelectric feiceáil lúb hysteresis feiniméan díláithriú voltais.

 Déantar feidhmíocht piezoelectric gach ciseal ceirmeach piezoelectric i micrea-actuator ceirmeach piezoelectric sliseanna a mheas go hintuigthe. Nuair a chuirtear micrea-actuator ceirmeach piezoelectric sliseanna multilayer i bhfeidhm le voltas de 2.3 V (is é an réimse leictreach 50 V / mm, tá sé gar don réimse leictreach casadh agus tairseach réimse leictreach), gineann an gléas díláithriú iomlán de thart ar 0.04 μm. Nuair a mheastar go bhfuil tionchar beag ag an stiúrtha fearainn leictreach ar bhrú piezoelectric, is féidir an brú piezoelectric meán de gach ciseal ceirmeach piezoelectric a ríomh ó chothromóid (2) An comhéifeacht d33≈500pC / N. Tá an luach seo gar go bunúsach don luach d33 liostaithe. Dá bhrí sin, is féidir a mheas go bhfuil feidhmíocht piezoelectric an monolithic Tá trasduchtóir sorcóir piezoceramic a forbraíodh san obair seo tar éis an scannán ceirmeach teilgthe monolithic agus an mórchóir a bhaint amach.

Léiríonn torthaí an fhigiúir freisin gur féidir leis an microactuator ceirmeach piezoelectric sliseanna multilayer díláithriú mór de thart ar 1 μm a tháirgeadh faoin voltas oibriúcháin réasúnta íseal de 38V, ach tá méid an fheiste an-bheag. Mar sin, is féidir an gléas seo a chur i bhfeidhm ar roinnt réimsí ardteicneolaíochta le voltas oibriúcháin íseal, díláithriú mór, agus méid gléas beag, tá méid gléas beag agus voltas oibriúcháin <12V ag teastáil ó thiomáineann diosca crua. Nuair a bhíonn criadóireacht piezoelectric solúbtha sraith PZT piezo á úsáid, Nuair a athraítear an voltas droim ar ais nó an réimse leictreach sa treo eile, tá sé éasca a bheith ina chúis le dípolarú na criadóireachta piezoelectric, rud a laghdóidh an fheidhmíocht piezoelectric agus laghdaítear an díláithriú. Dá bhrí sin, is gnách go n-oibrítear feistí sliseanna ilchiseal le voltas dearfach aontreoch. Gléas sliseanna ilchiseal de thonnchruth aontreoch voltas AC sinusoidal agus a speictream freagartha díláithrithe dinimiciúil. Ón gcuar freagartha díláithrithe a thaispeántar san fhigiúr, is féidir a fheiceáil go bhfuil sruth aontreoch AC sinusoidal ag an bhfeiste sliseanna ilchiseal ag buaic-bhuaic 12V agus minicíocht 1kHz. Faoin ngníomh, is é 0.28μm an dí-áitiú uasta, atá go bunúsach mar an gcéanna leis an díláithriú statach ag 12V DC, rud a léiríonn go bhfuil faoi réimse leictreach 250V / mm, níl aon spleáchas soiléir idir a díláithriú agus a mhinicíocht. ina theannta sin, tá dí-áitiú dinimiciúil an fheiste go bunúsach i bhfoirm sine wave, agus tá an difríocht chéim ón voltas an-bheag freisin (deacair an difríocht chéim san fhigiúr a ríomh), rud a léiríonn gur féidir le díláithriú an fheiste ilchiseal athrú an réimse leictreach a leanúint chun díláithriú a tháirgeadh. Fíric Sa mhéid thuas, níl aon athrú ar fheidhmíocht an dí-áitithe dinimiciúil thuas go bunúsach sa raon minicíochta a thomhas ó 100Hz go 5kHz, atá le feiceáil ó chuair speictrim díláithrithe agus difríochta céim an fheiste sliseanna ilchiseal a thaispeántar. An tonnform voltas V = 6 (1 + sinωt), is ar éigean a athraíonn an dí-áitiú dinimiciúil a ghintear faoi éifeacht na minicíochtaí voltais éagsúla le minicíocht, agus ní athraíonn a difríocht chéim ach timpeall 5kHz.

2. Baineann tréithe díláithrithe voltais feistí sliseanna ilchiseal le struchtúr criostail agus iompar fearainn leictreach ábhair ceirmeacha piezoelectric PZT faoi ghníomhaíocht réimsí leictreacha. Is féidir leis na fearainn leictreacha dul go maith fós faoi ghníomhaíocht na réimsí leictreacha íseal-minicíocht, a bhfuil a dhéanamh ar an raon minicíochta 100Hz go 5kHz. Méid an dí-áitiú dinimiciúil inmheánach de tá sorcóir ceirmeach piezoelectric fós gan athrú go bunúsach.

3. Is modh maith é an éifeacht inbhéartach piezoelectric chun staidéar a dhéanamh ar dhlí an athraithe ar an díláithriú de bharr dipoles leictreacha agus fearainn faoi ghníomhaíocht réimse leictreach chun staidéar a dhéanamh ar airíonna micreascópacha comhlacht piezoelectric agus comhéifeacht piezoelectric.