नए क्षेत्रों में पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का अनुप्रयोग(1)

चूंकि क्यूरी बंधुओं ने 1880 में टूमलाइन के पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज की थी, पीजोइलेक्ट्रिक्स सिरेमिक का इतिहास क्वार्ट्ज और BaTiO3 से शुरू हुआ था, सिरेमिक ने पीजोइलेक्ट्रिक्स के इतिहास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। हालाँकि, पीजेडटी पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक की खोज के बाद, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक लगाने की गति बहुत तेज हो गई है, और पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के अनुप्रयोग ने एक नई स्थिति ले ली है।

पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक कार्यात्मक सिरेमिक सामग्री हैं जो यांत्रिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा को एक दूसरे में परिवर्तित करते हैं और पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव डालते हैं। तथाकथित पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव उस घटना को संदर्भित करता है कि ध्रुवीकरण (या विद्युत क्षेत्र) तनाव से प्रेरित होता है या तनाव (या तनाव) विद्युत क्षेत्र से प्रेरित होता है। पहला एक सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव है और दूसरा एक नकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव है। विद्युत प्रभाव. अब तक, यह पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव है पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्यूब ट्रांसड्यूसर को औद्योगिक, सैन्य, चिकित्सा और दैनिक जीवन सहित लोगों के जीवन से निकटता से जुड़े कई क्षेत्रों में लागू किया गया है। यह देखा जा सकता है कि पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का अनुसंधान बहुत महत्वपूर्ण है। नई प्रक्रियाओं और नई सामग्रियों के आगमन के साथ, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक हर गुजरते दिन के साथ बदल रहे हैं। यह पेपर पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक के कुछ नए अनुप्रयोगों का वर्णन करता है। पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सामान्य तौर पर, इसे आवृत्ति नियंत्रण, ट्रांसड्यूसर सेंसिंग और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विभाजित किया जा सकता है। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक आवृत्ति नियंत्रण उपकरणों में फिल्टर, रेज़ोनेटर और विलंब लाइनें शामिल हैं। इन उपकरणों का उपयोग ट्रैकर, माइक्रो कंप्यूटर और रंगीन टीवी विलंब सर्किट में किया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक शीट (पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर) बाहरी वैकल्पिक वोल्टेज की कार्रवाई के तहत एक निश्चित आवृत्ति पर यांत्रिक कंपन उत्पन्न करते हैं। सामान्य तौर पर, ऐसे कंपन का आयाम छोटा होता है, लेकिन जब लागू वोल्टेज की आवृत्ति पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर की प्राकृतिक यांत्रिक कंपन आवृत्ति के समान होती है, तो प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, और आयाम बहुत बढ़ जाता है। इस समय, प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव से तनाव उत्पन्न करता है, और तनाव सकारात्मक पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव से धारा उत्पन्न करता है।

पीज़ोइलेक्ट्रिक उपकरणों का व्यापक रूप से न केवल औद्योगिक और नागरिक उत्पादों में, बल्कि सैन्य अनुप्रयोगों में भी उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, पीजो सिरेमिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग लंबे समय से इग्निशन के लिए किया जाता रहा है। 1969 में, चीन ने पीज़ोइलेक्ट्रिक फ़्यूज़ पर पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री का उपयोग किया, नए 40 रॉकेटों से सुसज्जित किया और बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू किया। अधिकतम वार्षिक उत्पादन 3 मिलियन टुकड़ों से अधिक था, और 103 वर्षों में संचयी उत्पादन 20 मिलियन टुकड़ों से अधिक था। इसकी लगभग 103 किस्में हैं, जिनका उपयोग मुख्य रूप से कवच-भेदी प्रोजेक्टाइल में किया जाता है। अन्य महत्वपूर्ण क्षेत्रों, जैसे कि रडार, सैन्य संचार और नेविगेशन उपकरण, के लिए बड़ी संख्या में पीज़ोसेरेमिक फ़िल्टर और पीज़ोइलेक्ट्रिक SAW फ़िल्टर की आवश्यकता होती है। जैसा कि अमेरिकी प्रौद्योगिकी और बाजार मूल्यांकन कंपनी ने हाल ही में टैमर रिपोर्ट में बताया है, पीजोइलेक्ट्रिक फिल्टर एक बुनियादी घटक है जिस पर लोग कम ध्यान देते हैं, लेकिन उनके बिना महत्वपूर्ण हैं। आधुनिक संचार, नेविगेशन और रक्षा उपकरण काम नहीं करेंगे। पीजोइलेक्ट्रिक फिल्टर की इस आवश्यक भूमिका ने एक बड़ा बाजार बना दिया है, और इसके अनुप्रयोग का विस्तार जारी है। उदाहरण के तौर पर मेरे मामले को लीजिए. कई वर्षों तक कई प्रकार के पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक फिल्टर, पीजोइलेक्ट्रिक SAW फिल्टर, SAW डिले लाइन और वाइब्रेटर का विकास और उत्पादन किया गया; विभिन्न प्रकार के पीजोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर, पीजोइलेक्ट्रिक गायरोस और प्रेशर इलेक्ट्रिक इनक्लिनोमीटर आदि का विकास और उत्पादन किया गया, जिनका व्यापक रूप से सैन्य और नागरिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया गया है।

2 नए डिवाइस और नए एप्लिकेशन

इन नए सिरेमिक एक्चुएटर्स के विशिष्ट उपयोगों में लीनियर एक्चुएटर्स, रिसीप्रोकेटिंग और कैविटी पंप, स्विच, लाउडस्पीकर, प्रेशर गेज, वाइब्रेटर, वॉटर जेट और रिसीवर, ऑप्टिकल डिफ्लेक्टर, रिले, शोर में कमी और घटाव कंपन उपकरण और बुद्धिमान सिस्टम शामिल हैं। विशेष रूप से, मोटर वाहन उद्योग में संगमरमर और गुंबद एक्ट्यूएटर्स की काफी संभावनाएं हैं, इन्हें सेंसर और डैम्पर घटकों, वाल्व के स्विचिंग तत्वों के रूप में उपयोग किया जा सकता है। मार्बल एक्चुएटर का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां आकार छोटा होता है और प्रतिक्रिया तेज होती है। ऑप्टिकल स्कैनर्स में इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया जा चुका है। उच्च घनत्व मेमोरी स्टोरेज ड्राइव। बीड टाइप एक्चुएटर का एक अन्य संभावित उपयोग, जैसे कि सीडीरॉम ड्राइव और मैग्नेटिक-ऑप्टिकल मेमोरी स्टोरेज ड्राइव, परिवहन के लिए इसकी सटीक स्थिति है। मार्बल और डोम एक्चुएटर्स का उपयोग हाइड्रोफोन, एक्सेलेरोमीटर और एयरोकॉस्टिक ट्रांसड्यूसर में भी किया जा सकता है। विभिन्न प्रकार के पीजो सिरेमिक एक्चुएटर्स के लिए सुविधाएँ। पीजोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रोस्ट्रिक्टिव सिरेमिक एक्चुएटर्स को कठोर विस्थापन उपकरणों और अनुनाद विस्थापन उपकरणों में विभाजित किया जा सकता है। गुंजयमान विस्थापन उपकरण एक यांत्रिक गुंजयमान आवृत्ति पर एक एसी विद्युत क्षेत्र उत्तेजना द्वारा उत्पन्न एक वैकल्पिक तनाव है, जैसे कि पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक मोटर। साधारण विद्युत चुम्बकीय मोटर को बदलने के लिए। शोधकर्ताओं ने उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक मोटर विकसित करने के लिए कई प्रयास किए हैं। अल्ट्रासोनिक मोटर्स की विशेषता 'कम गति और उच्च टॉर्क' है, जो विद्युत चुम्बकीय मोटर्स की उच्च गति और छोटे टॉर्क के सीधे विपरीत है।

वर्तमान में विकास के तहत अल्ट्रासोनिक मोटर में एक स्टैंडिंग वेव प्रकार और एक ट्रांसमिशन वेव प्रकार स्टैंडिंग वेव प्रकार होता है, जिसे कंपन युग्मक प्रकार भी कहा जाता है। अंत से क्षैतिज अण्डाकार गति उत्पन्न करने के लिए कंपन करने वाले सदस्य को पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर से जोड़ा जाता है। सामान्य तौर पर, खड़े तरंग प्रकार में उच्च दक्षता होती है, लेकिन सकारात्मक और नकारात्मक घड़ी दिशा नियंत्रण समस्याओं की कमी होती है। अब, एक रैखिक अल्ट्रासोनिक मोटर विकसित की गई है जो पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स और ट्यूनिंग कांटा के आकार के धातु पैरों की कई परतों को जोड़ती है। चूँकि दोनों पैरों के बीच यांत्रिक अनुनाद आवृत्ति थोड़ी भिन्न होती है, इसलिए ड्राइविंग आवृत्ति को बदलकर दोनों पैरों को नियंत्रित किया जा सकता है। झुकने वाले कंपनों के बीच चरण अंतर। इसकी फिसलने की गति घोड़े के आगे और पीछे के पैरों के उपयोग के समान है। जब 98 किलोहर्ट्ज़ के 6 वी वोल्टेज के साथ संचालित किया जाता है, तो 20 मिमी × 20 मिमी × 5 मिमी के आकार वाली परीक्षण मोटर की अधिकतम गति 20 मीटर/सेकेंड, अधिकतम कर्षण 2 एन और अधिकतम दक्षता 20% (0.7 डब्ल्यू की सक्रिय शक्ति) होती है। इस मोटर का उपयोग सटीक xY प्लेटफ़ॉर्म पर किया गया है।