Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Dasar-dasar Keramik Piezoelektrik / Prinsip dasar bahan keramik piezoelektrik

Prinsip dasar bahan keramik piezoelektrik

Dilihat: 7 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 10-09-2018 Asal: Lokasi

Menanyakan

1.Domain:

Umumnya arah polarisasi spontan feroelektrik berbeda-beda, namun pada area yang kecil arah polarisasi spontan masing-masing sel satuan adalah sama, dan area kecil ini disebut domain feroelektrik. Dinding batas antara dua domain disebut dinding domain, dan dapat dibagi menjadi dinding domain 90°, dinding domain 180°, dan sejenisnya sesuai dengan arah polarisasi spontan kedua domain. Dinding domain biasanya terletak di dekat cacat kristal keramik piezoelektrik , dan dinding domain tidak mudah dipindahkan karena tekanan internal di daerah cacat. Orientasi domain yang berdekatan umumnya 'end-to-tail', dan bentuk khusus 'head-to-head, tail-to-tail' akan muncul di bawah aksi medan tegangan untuk memfasilitasi pengurangan energi. Domain observasi dapat berupa metode etsa kimia, metode mikroskop polarisasi, atau metode topografi sinar-X.

2.Konsep feroelektrik:

Beberapa kristal piezo menunjukkan sifat polarisasi spontan. Terdapat momen listrik polarisasi spontan yang melekat dalam feroelektrik; dalam kristal feroelektrik, struktur domain biasanya disertai, dan momen listrik polarisasi spontan dalam domain yang sama berada pada arah yang sama; ketika kristal transduser piezo terpolarisasi ultrasonik cukup besar, domain piezo listrik yang berbeda dapat membatalkan masing-masing domain. Karena orientasi yang berbeda, sehingga polarisasi makroskopis tidak terungkap. Polarisasi spontan momen listrik dapat berubah arah di bawah pengaruh medan listrik eksternal; di bawah aksi medan listrik eksternal bolak-balik E, hubungan antara intensitas polarisasi makroskopis p benda feroelektrik dan E muncul di garis balik. Sifat-sifat feroelektrik ini sangat mirip dengan feromagnetisme, sehingga disebut feroelektrik. Dalam benda feroelektrik, intensitas polarisasi makroskopis p=0 umumnya disebabkan oleh struktur domain. Jika medan listrik luar E sangat kecil, p mempunyai hubungan linier dengan E. Jika E cukup besar, kurva di mana p tertinggal dari E disebut loop histeresis. Setelah polarisasi bolak-balik berulang-ulang dari medan listrik bolak-balik yang kuat dengan amplitudo tetap, loop histeresis memiliki bentuk yang pada dasarnya stabil.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps adalah polarisasi spontan dari satu domain tanpa medan listrik; Pr adalah sisa polarisasi; Ec adalah medan listrik yang bersifat koersif. Ketika medan listrik eksternal mulai bekerja pada sampel yang tidak terpolarisasi, sisa polarisasi Pr dihasilkan pada sampel. Untuk mengurangi polarisasi sisa menjadi nol, medan listrik koersif Ec harus diterapkan pada arah yang berlawanan. Medan listrik dalam arah yang berlawanan meningkatkan polarisasi dalam arah yang berlawanan, sehingga membentuk seluruh loop histeresis. Ia berubah sepanjang kurva ini setiap kali terpolarisasi. Berbeda keramik piezoelektrik transduser piezoelektrik memiliki loop histeresis yang berbeda. Proses polarisasi adalah proses yang sangat rumit. Saat melakukan polarisasi, tidak hanya diperlukan medan listrik yang lebih tinggi, tetapi ketebalan yang berbeda memerlukan waktu yang berbeda, dan efek polarisasi optimal dapat dicapai pada suhu yang lebih tinggi. Bahan keramik piezoelektrik terpolarisasi kehilangan efek polarisasi pada suhu tinggi tertentu, dan bahan piezoelektrik yang berbeda memiliki suhu kegagalan yang berbeda. Hal ini perlu diperhatikan saat memilih bahan keramik piezoelektrik. Sifat polarisasi keramik piezoelektrik merupakan ilmu yang harus dikuasai oleh perancang geofon piezoelektrik. Perbedaan kinerja antara pra-polarisasi piezoelektrik dan pasca-polarisasi bahan keramik piezoelektrik sangat besar.

3. Efek piezoelektrik:

Efek piezoelektrik dapat dibagi menjadi efek piezoelektrik positif dan efek piezoelektrik terbalik. Muatan terikat terjadi pada kedua ujung lembaran keramik piezoelektrik terpolarisasi, sehingga lapisan muatan bebas dari luar teradsorpsi pada permukaan elektroda. Ketika tekanan eksternal F diterapkan pada lembaran keramik, maka Bahan PZT keramik piezo berubah bentuk karena gaya eksternal, dan fenomena polarisasi terjadi di dalamnya elemen keramik piezoelektrik , dan muatan berlawanan positif dan negatif muncul pada permukaan berlawanan dari lembaran keramik. Akan terjadi pelepasan. Sebaliknya, menarik akan menyebabkan terjadinya charge. Ketika gaya eksternal dihilangkan, ia akan kembali ke keadaan tidak bermuatan. Fenomena perubahan efek mekanis menjadi efek listrik termasuk dalam efek piezoelektrik positif. Selain itu, keramik piezoelektrik memiliki sifat polarisasi spontan, dan polarisasi spontan dapat diubah oleh aksi medan listrik eksternal. Oleh karena itu, ketika medan listrik eksternal diterapkan pada dielektrik piezoelektrik, terjadi perubahan seperti yang ditunjukkan pada gambar, dan keramik piezoelektrik mengalami deformasi. Namun, keramik piezoelektrik mengalami deformasi karena ketika medan listrik eksternal yang sama dengan polarisasi spontan ditambahkan, polarisasinya meningkat. Peningkatan intensitas polarisasi menyebabkan lembaran keramik piezoelektrik memanjang searah polarisasi. Sebaliknya, jika medan listrik terbalik diterapkan, keramik piezo memendek searah polarisasi. Fenomena perubahan menjadi efek mekanis akibat efek listrik merupakan efek piezoelektrik terbalik.