Praktične primjene specifičnih piezoelektričnih keramičkih materijala（2）

          Praktična primjena specifičnih piezoelektričnih keramičkih materijala

1) Status istraživanja visokotemperaturnih piezoelektričnih materijala: SiO2 je jedan od najranijih piezoelektričnih materijala primijenjenih na uređaje. Zbog svoje stabilne rezonantne frekvencije i dobre temperaturne stabilnosti, široko se koristi u kontroli proizvodnje i upravljanju svim frekvencijama komunikacijskih sustava. u komponente tablice piezoelektričnih pretvornika , kao što su satovi, mikroprocesori itd. Olovni bizmut citrat (PN) ima strukturu volframove bronce, nisku vrijednost mehaničkog faktora kvalitete (Qm), visok omjer d33 do d31 i naširoko se koristi u ispitivanju bez razaranja (NDT) i medicinskoj dijagnostici. Litijev niobat (LiNbO3) i litijev niobat (LiTaO3) slične su strukture i performansi i često se nazivaju kristalima koji imaju strukturu tipa litijeva niobata. S dobrim piezoelektričnim, piroelektričnim, feroelektričnim, elektrooptičkim i nelinearnim optičkim svojstvima, naširoko se koristi za izradu visokotemperaturnih pretvornika, filtara, piroelektričnih infracrvenih detektora, laserskih modulatora i raznih funkcionalnih uređaja kao što su frekvencijski množitelji.

2) Piezoelektrični keramički proizvodi zapravo su polarizirana feroelektrična keramika s piezoelektričnim učinkom, a to je piezo keramički materijal s međusobnom pretvorbom mehaničke energije i električne energije. Korištenjem piezoelektrične keramike za pretvaranje vanjskih sila u električnu energiju, mogu se izraditi piezoelektrični upaljač, mobilni izvori napajanja X-zrakama i detonatori projektila; piezoelektrična keramika može se koristiti za pretvaranje ultrazvučne energije u ultrazvučne vibracije, koje se mogu koristiti za određivanje položaja podvodnih riba. Ispitivanje metala bez razaranja i ultrazvučno čišćenje također se mogu provesti u različitim ultrazvučnim rezačima, uređajima za zavarivanje i lemilima za plastiku ili čak zlato.

3) Piezoelektrični polimeri smatraju se idealnim materijalima za robotske senzore. Ima karakteristike otpornosti na habanje, male težine, visoke osjetljivosti, niske akustične impedancije, lako se pričvršćuje na složene površine, niske cijene i širokog frekvencijskog pojasa. Ultrazvučni senzori koriste piezoelektrične funkcije za taktilne senzore, senzore ubrzanja i senzore blizine (senzori udaljenosti). Ultrazvučni senzori koji koriste piroelektrične funkcije uključuju senzore blizine (sigurnosni senzori), kontaktne senzore (distribuirane), senzore za identifikaciju materijala i infracrvene kamere.

4) Primjena piezoelektričnih kompozitnih materijala u strukturnom smanjenju vibracija, piezoelektrični kompozitni materijali mogu se dizajnirati iz osjetnog pokretača i primijeniti na identifikaciju frekvencijskog odziva grede. Ovaj se materijal koristi u sustavu prigušivanja okomitog repa zrakoplova kako bi se suzbile vibracije nastale tijekom leta i testirale performanse piezoelektričnog kompozita u aktivnoj kontroli vibracija repa. Rezultati ispitivanja pokazuju da materijal ima dobru osjetljivost i performanse vožnje, a učinak prigušenja je bolji od onog kod piezoelektrične keramike.

5) Primjena piezoelektričnih materijala u tehnologiji vlastitog napajanja mikroelektroničkih uređaja. Zbog jedinstvenih karakteristika elektromehaničke pretvorbe piezoelektričnih materijala, mnogi sakupljači energije koriste materijale piezoelektričnih elemenata kao komponente za pretvorbu energije i izlazne komponente. piezoelektrični keramički učinak , piezoelektrični materijali također mogu pretvoriti oblike energije osim mehaničke energije u izlaz električne energije za više oblika žetve energije. Piezoelektrični materijali u fleksibilnim strukturama naširoko se koriste u senzorima vibracija, to je kontrola mjerenja sve većom brzinom zbog njihovih jedinstvenih svojstava. Na upravljačkoj strani pametnih struktura s integriranim sustavom koriste se piezoelektrični materijali. Točno praćenje odziva fleksibilne strukture može se lako postići, tako da se može učinkovito kontrolirati.

6) Piezoelektrični transformator je elektronički uređaj u čvrstom stanju koji se temelji na piezoelektričnom učinku. Koristi pozitivni piezoelektrični učinak i inverzni piezoelektrični učinak piezoelektrični keramički materijal za dovršetak međusobne pretvorbe između mehaničke energije i električne energije i ostvarivanje pretvorbe visokog i niskog napona. Jedna od najtipičnijih primjena piezoelektričnih transformatora je pogon CCFL (fluorescentne svjetiljke s hladnom katodom). DC-DC pretvarač puno je lakši od tradicionalnog elektromagnetskog transformatora, a gustoća energije i učinkovitost mogu se znatno poboljšati. Električni transformator ima prednosti velike gustoće snage, visoke strujne izolacije, niske elektromagnetske interferencije, itd., i može zamijeniti elektromagnetski transformator u nekim područjima primjene. U potpunosti iskorištavajući njegove prednosti, koje ne samo da mogu ostvariti minijaturizaciju pretvarača, već i riješiti postojanje problema energetske elektronike i elektromagnetskih smetnji (EMI).

7) Piezoelektrični aktuatori su uređaji koji koriste mehaničke inverzne učinke za formiranje mehaničkih pogona ili kontrola. Budući da piezoelektrično tijelo ima prednosti brzog odziva, visoke preciznosti i zaštite od smetnji, pogonski i kontrolni uređaj konstruiran od strane piezoelektričnog tijela ima jednostavnu strukturu i brzu reakciju. Piezoelektrični pogonski i upravljački uređaj koji je trenutno razvijen uglavnom uključuje ultrazvučni motor i preciznost. Koji su uspješno primijenjeni u mnogim područjima kao što su obrana, biomedicina i optoelektronika.

8) Uloga piezoelektričnog keramičkog materijala u sustavima pametnih materijala, kao što su piezo keramički aktuatori, koji se također mogu koristiti kao senzori u sustavima i strukturama pametnih materijala. Budući da piezoelektrična keramika i piezoelektrični polimeri proizvode mjerljive električne signale za primijenjena naprezanja. Važna primjena piezoelektričnih vlakana je izrada kompozita od piezoelektričnih vlakana (PFC), koji su kombinacija senzora i pogona. Prilagodljiva struktura sustava i struktura inteligentnih materijala jedna je od značajki koje se mogu prilagoditi. Promjene u okruženju su realizacija strukturnog oblika i kontrola vibracija. Ovo je od vitalnog značaja za zrakoplovstvo i svemirske letjelice. Piezoelektrični keramički kompoziti (PFC) predstavljaju dobar materijal za adaptivne strukture. Osim aplikacija za smanjenje buke u vlazi, kako bi se postigla minijaturizacija senzora i pokretača za izradu složenih oblika, poželjno je uključiti tehnologije u industriji poluvodiča, kao što je litografija. Kako bi se litografija učinila jednostavnom za izvođenje piezo keramike, moguće je ugraditi polimerni materijal koji se lako popravlja ultraljubičastim zrakama u postupak lijevanja piezoelektričnog keramičkog elementa , koji se može koristiti u piezo keramičkoj strukturi pripremljenoj pomoću pametnog sustava materijala. Kombinacija senzorskih i pokretačkih funkcija s kontrolnim sustavom može se koristiti za odlaganje elektroničkog piezo keramičkog filma na silicijski integrirani krug. Piezoelektrični materijali široko su korišteni u informacijskim, biološkim, vojnim i novim energetskim poljima. S razvojem moderne znanosti i tehnologije, kontinuiranim poboljšanjem tehnologije piezoelektričnih materijala, vjeruje se da će se piezoelektrični materijali proširiti na svaki kutak svakodnevnog života ljudi. Štoviše, tehnologija pripreme i razvoj primjene piezoelektričnih materijala i dalje će biti vruća tema za zabrinutost.