5 tajni o piezoelektričnom keramičkom senzoru zna samo šačica ljudi

Piezoelektrična keramika ima široku primjenu u području elektronike, svjetla, topline i akustike. Postali su važan funkcionalni materijal u nacionalnoj obrambenoj industriji, civilnoj industriji i svakodnevnom životu. Oni su jedan od glavnih smjerova istraživanja današnjih funkcionalnih materijala. Trenutno najviše piezo bimorfni aktuatori koriste se piezoelektrična keramika i dalje su olovo cirkonat titanat (PZT) i njegova ternarna ili kvaternarna keramika. U procesu pripreme piezoelektrične keramike, proces polarizacije je ključni proces. Polarizacija od hifu piezoelektrični senzor je proces kretanja i razvoja domenskih struktura u piezoelektričnoj keramici. Piezoelektrična keramika je izotropno tijelo prije umjetne polarizacije i ne pokazuje piezoelektrični učinak prema van. Nakon polarizacije, ultrazvučni raspršujući piezoelektrik postaje anizotropno tijelo zbog zaostale polarizacije i tako ima piezoelektrični učinak. Piezoelektrična, dielektrična i elastična svojstva polarizirane piezoelektrične keramike povezana su sa stupnjem polarizacije. Kako bi piezoelektrična keramika imala visok stupanj polarizacije, električna piezo keramika daje puni prostor svojim potencijalnim piezoelektričnim svojstvima, moramo koristiti najbolje polarizacijske uvjete, odnosno odabrati odgovarajuću polarizacijsku jakost električnog polja (E), polarizacijsku temperaturu (T) i polarizacijsko vrijeme (t) [2]. Tri uvjeta procesa polarizacije međusobno su ovisna. Ako je polarizacijsko električno polje slabo, može se kompenzirati povećanjem temperature i produljenjem vremena polarizacije. Ako je piezo keramika velike snage električnog polja jača i temperatura viša, vrijeme polarizacije može se skratiti. Međutim, tri uvjeta polarizacije i piezoelektrične keramičke komponente usko su povezane. Za PZT piezoelektrični keramički materijal, kako bi se smanjilo njegovo koercitivno polje, tradicionalna metoda je podešavanje omjera cirkonija i titana, što je veći omjer cirkonija i titana, to je manje koercitivno polje, tako da je polarizacijsko električno polje manje. Međutim, ova jednostavna metoda za poboljšanje omjera cirkonija i titana ne poboljšava značajno uvjete procesa polarizacije.