Aplikasi praktis bahan keramik piezoelektrik tertentu（2）

          Aplikasi praktis bahan keramik piezoelektrik tertentu

1) Status penelitian bahan piezoelektrik suhu tinggi: SiO2 adalah salah satu bahan piezoelektrik paling awal yang diterapkan pada perangkat. Karena frekuensi resonansinya yang stabil dan stabilitas suhu yang baik, ini banyak digunakan dalam pengendalian produksi dan pengelolaan semua frekuensi sistem komunikasi. Di komponen lembar data transduser piezoelektrik , seperti jam, mikroprosesor, dll. Timbal bismut sitrat (PN) memiliki struktur perunggu tungsten, nilai faktor kualitas mekanik (Qm) yang rendah, rasio d33 hingga d31 yang tinggi, dan banyak digunakan dalam pengujian non-destruktif (NDT) dan bidang diagnostik medis. Litium niobate (LiNbO3) dan litium niobate (LiTaO3) memiliki struktur dan kinerja yang serupa, dan sering disebut sebagai kristal yang memiliki struktur tipe litium niobate. Dengan sifat piezoelektrik, piroelektrik, feroelektrik, elektro-optik, dan optik nonlinier yang baik, ia banyak digunakan untuk membuat transduser suhu tinggi, filter, detektor inframerah piroelektrik, modulator laser, dan berbagai perangkat fungsional seperti pengganda frekuensi.

2) Produk keramik piezoelektrik sebenarnya merupakan keramik feroelektrik terpolarisasi dengan efek piezoelektrik, yaitu bahan keramik piezo yang saling mengkonversi energi mekanik dan energi listrik. Menggunakan keramik piezoelektrik untuk mengubah gaya eksternal menjadi energi listrik, penyala piezoelektrik, catu daya sinar-X bergerak, dan detonator proyektil dapat dibuat; keramik piezoelektrik dapat digunakan untuk mengubah energi ultrasonik menjadi getaran ultrasonik, yang dapat digunakan untuk mengetahui posisi ikan di bawah air. Pengujian non-destruktif terhadap logam dan pembersihan ultrasonik juga dapat dibuat menjadi berbagai pemotong ultrasonik, alat las, dan besi solder untuk plastik atau bahkan emas.

3) Polimer piezoelektrik dianggap sebagai bahan ideal untuk sensor robot. Ini memiliki karakteristik ketahanan aus, ringan, sensitivitas tinggi, impedansi akustik rendah, mudah diperbaiki pada permukaan yang kompleks, harga murah dan pita frekuensi lebar. Sensor ultrasonik menggunakan fungsi piezoelektrik untuk sensor taktil, sensor akselerasi, dan sensor jarak (sensor jarak). Sensor ultrasonik yang menggunakan fungsi piroelektrik antara lain sensor jarak (sensor pengaman), sensor kontak (terdistribusi), sensor identifikasi material, dan kamera infra merah.

4) Penerapan material komposit piezoelektrik dalam pengurangan getaran struktural, material komposit piezoelektrik dapat dirancang dari penggerak penginderaan dan diterapkan pada identifikasi respons frekuensi balok. Material ini digunakan pada sistem peredaman ekor vertikal pesawat untuk menekan getaran yang ditimbulkan selama penerbangan dan untuk menguji kinerja komposit piezoelektrik dalam pengendalian aktif getaran ekor. Hasil pengujian menunjukkan bahwa material tersebut memiliki performa penginderaan dan penggerak yang baik, serta efek redaman yang lebih baik dibandingkan dengan keramik piezoelektrik.

5) Penerapan bahan piezoelektrik memiliki teknologi self-power perangkat mikroelektronik. Karena karakteristik konversi elektromekanis yang unik dari bahan piezoelektrik, banyak pemanen energi menggunakan bahan elemen piezoelektrik sebagai komponen konversi energi dan keluaran. efek keramik piezoelektrik , bahan piezoelektrik juga dapat mengubah bentuk energi selain energi mekanik menjadi keluaran energi listrik untuk berbagai bentuk pemanenan energi. Bahan piezoelektrik dalam struktur fleksibel banyak digunakan dalam sensor getaran, ini adalah kontrol pengukuran pada kecepatan yang meningkat karena sifatnya yang unik. Di sisi kontrol struktur cerdas dengan sistem terintegrasi, material piezoelektrik digunakan. Pemantauan respons yang akurat terhadap struktur fleksibel dapat diperoleh dengan mudah, sehingga dapat dikontrol secara efektif.

6) Transformator piezoelektrik adalah perangkat elektronik solid-state berdasarkan efek piezoelektrik. Ini memanfaatkan efek piezoelektrik positif dan efek piezoelektrik terbalik bahan keramik piezoelektrik untuk menyelesaikan konversi timbal balik antara energi mekanik dan energi listrik, dan mewujudkan konversi tegangan tinggi dan rendah. Salah satu aplikasi trafo piezoelektrik yang paling umum adalah untuk menggerakkan CCFL (lampu fluoresen katoda dingin). Konverter DC-DC jauh lebih ringan daripada transformator elektromagnetik tradisional, dan kepadatan energi serta efisiensinya dapat ditingkatkan secara signifikan. Trafo listrik memiliki keunggulan kepadatan daya yang tinggi, isolasi arus yang tinggi, interferensi elektromagnetik yang rendah, dll., dan dapat menggantikan trafo elektromagnetik di beberapa bidang aplikasi. Memanfaatkan sepenuhnya kelebihannya, yang tidak hanya dapat mewujudkan miniaturisasi konverter, tetapi juga memecahkan masalah elektronika daya dan interferensi elektromagnetik (EMI).

7) Aktuator piezoelektrik adalah perangkat yang menggunakan efek kebalikan mekanis untuk membentuk penggerak atau kontrol mekanis. Karena badan piezoelektrik memiliki keunggulan respons cepat, presisi tinggi, dan anti-interferensi, perangkat penggerak dan kontrol yang dibuat oleh badan piezoelektrik memiliki struktur sederhana dan reaksi cepat. Perangkat penggerak dan kontrol piezoelektrik yang telah dikembangkan saat ini terutama mencakup motor ultrasonik dan presisi. Yang telah berhasil diterapkan di berbagai bidang seperti pertahanan, biomedis, dan optoelektronik.

8) Peran material keramik piezoelektrik dalam sistem material pintar, seperti aktuator keramik piezo, yang juga dapat digunakan sebagai sensor dalam sistem dan struktur material pintar. Karena keramik piezoelektrik dan polimer piezoelektrik menghasilkan sinyal listrik yang dapat diukur untuk tegangan yang diberikan. Penerapan penting serat piezoelektrik adalah pembuatan komposit serat piezoelektrik (PFC), yang merupakan kombinasi penginderaan dan penggerak. Struktur adaptif sistem dan struktur material cerdas merupakan salah satu fitur yang dapat diadaptasi. Perubahan lingkungan merupakan perwujudan bentuk struktur dan pengendalian getaran. Ini penting untuk penerbangan dan pesawat ruang angkasa. Komposit keramik piezoelektrik (PFC) menyediakan bahan yang baik untuk struktur adaptif. Selain aplikasi pengurangan kebisingan lembab, untuk mencapai miniaturisasi sensor dan driver untuk membuat bentuk yang kompleks, diharapkan untuk menggabungkan teknologi dalam industri semikonduktor, seperti litografi. Untuk membuat litografi mudah dilakukan pada keramik piezo, dimungkinkan untuk memasukkan bahan polimer yang mudah diperbaiki oleh sinar ultraviolet ke dalam proses pengecoran elemen keramik piezoelektrik , yang dapat digunakan dalam struktur keramik piezo yang disiapkan oleh sistem material cerdas. Kombinasi fungsi penginderaan dan penggerak dengan sistem kontrol dapat digunakan untuk menyimpan film keramik piezo elektronik pada sirkuit terpadu silikon. Bahan piezoelektrik telah banyak digunakan dalam bidang informasi, biologi, militer, dan energi baru. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi modern, dengan terus ditingkatkannya teknologi bahan piezoelektrik, bahan piezoelektrik diyakini akan menyebar ke setiap sudut kehidupan masyarakat sehari-hari. Selain itu, teknologi persiapan dan pengembangan aplikasi bahan piezoelektrik akan terus menjadi topik hangat yang menjadi perhatian.