Što je piezoelektrična keramika? I Tijek procesa piezoelektrične keramike.

Piezoelektrična keramika je funkcionalni pzt keramički materijal koji može međusobno pretvarati mehaničku energiju i električnu energiju. Takozvani piezoelektrični učinak znači da kada se neki medij podvrgne mehaničkom pritisku, čak i ako je taj pritisak malen poput vibracije zvučnog vala, proizvest će kompresiju ili produljenje i druge promjene oblika, uzrokujući naelektrisanje površine medija. Ovo je piezo keramički cilindar s pozitivnim piezoelektričnim učinkom. Nasuprot tome, kada se primijeni uzbudljivo električno polje, medij će se mehanički deformirati, što se naziva inverzni piezoelektrični učinak. Ovaj prekrasan učinak primijenjen je u mnogim područjima blisko povezanima s životima ljudi kako bi se postigla pretvorba energije, osjetila, vožnja, kontrola frekvencije i druge funkcije.

Opći tijek procesa piezoelektričnog keramičkog pretvornika:

(1) Sastojci: provođenje prethodne obrade materijala, uklanjanje nečistoća i uklanjanje vlage, a zatim izvaganje različitih sirovina prema udjelu formule. Imajte na umu da malu količinu aditiva treba staviti u sredinu velikih materijala.
(2) Miješanje i mljevenje: Svrha je miješanje i mljevenje svih vrsta sirovina i priprema uvjeta za potpunu reakciju čvrste faze za kalcinaciju. Općenito se koristi suho ili mokro mljevenje. Suho mljevenje može se koristiti za male serije, a kuglično mljevenje uz miješanje ili drobljenje protokom zraka može se koristiti za velike serije, s većom učinkovitošću.
(3) Prethodno pečenje: Svrha je provesti reakciju čvrste faze svake sirovine na visokoj temperaturi kako bi se sintetizirala piezoelektrična keramika. Ovaj proces je vrlo važan i izravno će utjecati na uvjete sinteriranja i performanse konačnog proizvoda.
(4) Sekundarno fino mljevenje: Svrha je ponovno fino miješanje prethodno pečenog piezoelektričnog keramičkog praha i njegovo fino mljevenje, kako bi se postavili čvrsti temelji za ujednačenu formaciju porculana i dosljednu izvedbu.
(5) Granulacija: Svrha je napraviti prah od čestica visoke gustoće i tekućine. Metoda se može provesti ručno, ali s niskom učinkovitošću. Trenutno učinkovita metoda je granulacija raspršivanjem. U tom procesu dodaje se vezivo.
(6) Oblikovanje: Svrha je zbijanje granuliranog materijala u željeni prefabricirani komad.
(7) Plastično pražnjenje: Svrha je uklanjanje veziva dodanog tijekom granulacije iz slijepe probe.
(8) Sinteriranje u porculan: Izradak je zapečaćen i sinteriran u porculan na visokoj temperaturi. Ova poveznica je vrlo važna.
(9) Obrada oblika: Samljeti spaljene proizvode do željene gotove veličine.
(10) Ciljna elektroda: postavite vodljivu elektrodu na željenu keramičku površinu. Općenite metode su infiltracija srebrnim slojem, kemijsko taloženje i vakuumsko premazivanje.
(II) Visokonaponska polarizacija: Usmjerite unutarnje električne domene keramike, tako da keramika ima piezoelektrična svojstva.
(12) Test starenja: Provjerite indikatore nakon što se performanse piezo keramike stabiliziraju kako biste vidjeli ispunjava li očekivane zahtjeve performansi.

Godine 1880. francuska braća Curie otkrila su 'piezoelektrični učinak'. Godine 1942. u Sjedinjenim Državama, Sovjetskom Savezu i Japanu proizveden je piezoelektrični keramički materijal barijev titanat. Godine 1947. rođen je pikap s barijevim titanatom, prvi piezoelektrični keramički uređaj. Početkom 1950-ih uspješno je razvijen još jedan piezoelektrični keramički materijal s mnogo boljim performansama od barijevog titanata, olovo cirkonat titanat. Od tada je razvoj piezoelektrične keramike ušao u novu fazu. Od 1960-ih do 1970-ih, piezoelektrična keramika nastavila se poboljšavati i postala savršena. Na primjer, binarna piezoelektrična keramika olovo cirkonat titanat poboljšana je s više elemenata, a pojavila se i ternarna i kvaternarna piezoelektrična keramika temeljena na olovo cirkonat titanatu. Ovi materijali imaju izvrsne performanse, jednostavnu izradu, nisku cijenu i široku primjenu.

Osjetljivost piezokeramike na vanjske sile čini čak da osjeti perturbacije letećih krila na desecima metara od zraka i pretvara izuzetno slabe mehaničke vibracije u električne signale. Koristeći ovu karakteristiku piezoelektrične keramike, može se primijeniti na sonarne sustave, meteorološku detekciju, telemetrijsku zaštitu okoliša, kućanske aparate itd.
Danas piezoelektričnu keramiku primjenjuju znanstvenici u izgradnji nacionalne obrane, znanstvenim istraživanjima, industrijskoj proizvodnji i mnogim poljima blisko povezanim sa životima ljudi. Postali su svestrani u informacijskom dobu.

U području zrakoplovstva, piezoelektrični žiroskopi izrađeni od piezoelektrične keramike su 'kormilo' svemirskih letjelica i umjetnih satelita koji lete u svemiru. Oslanjajući se na 'kormilo', svemirske letjelice i umjetni sateliti mogu jamčiti svoju utvrđenu orijentaciju i kurs. Tradicionalni mehanički žiroskopi imaju kratak životni vijek, lošu točnost i nisku osjetljivost, što ne može zadovoljiti zahtjeve svemirskih letjelica i satelitskih sustava. Međutim, kompaktni piezoelektrični žiroskopi imaju visoku osjetljivost i dobru pouzdanost.