Applicazioni pratiche di specifici materiali ceramici piezoelettrici（2）

          Applicazioni pratiche di specifici materiali ceramici piezoelettrici

1) Stato della ricerca sui materiali piezoelettrici ad alta temperatura: SiO2 è uno dei primi materiali piezoelettrici applicati ai dispositivi. Grazie alla sua frequenza di risonanza stabile e alla buona stabilità della temperatura, è ampiamente utilizzato nel controllo della produzione e nella gestione di tutte le frequenze dei sistemi di comunicazione. Nel componenti della scheda tecnica del trasduttore piezoelettrico , come orologi, microprocessori, ecc. Il citrato di bismuto di piombo (PN) ha una struttura in bronzo al tungsteno, un basso valore del fattore di qualità meccanica (Qm), un rapporto elevato tra d33 e d31 ed è ampiamente utilizzato nei test non distruttivi (NDT) e nei campi della diagnostica medica. Il niobato di litio (LiNbO3) e il niobato di litio (LiTaO3) sono simili nella struttura e nelle prestazioni e sono spesso indicati come cristalli aventi una struttura di tipo niobato di litio. Con le buone proprietà piezoelettriche, piroelettriche, ferroelettriche, elettro-ottiche e ottiche non lineari, è ampiamente utilizzato per fabbricare trasduttori ad alta temperatura, filtri, rilevatori piroelettrici a infrarossi, modulatori laser e una varietà di dispositivi funzionali come moltiplicatori di frequenza.

2) I prodotti ceramici piezoelettrici sono in realtà una ceramica ferroelettrica polarizzata con effetto piezoelettrico, che è un materiale ceramico piezoelettrico con conversione reciproca di energia meccanica ed energia elettrica. Utilizzando la ceramica piezoelettrica per convertire le forze esterne in energia elettrica, è possibile fabbricare accenditori piezoelettrici, alimentatori mobili a raggi X e detonatori a proiettili; la ceramica piezoelettrica può essere utilizzata per convertire l'energia ultrasonica in vibrazioni ultrasoniche, che possono essere utilizzate per trovare la posizione dei pesci sott'acqua. I test non distruttivi dei metalli e la pulizia a ultrasuoni possono essere eseguiti anche in una varietà di frese a ultrasuoni, dispositivi di saldatura e saldatori per plastica o addirittura oro.

3) I polimeri piezoelettrici sono considerati materiali ideali per sensori robotici. Ha le caratteristiche di resistenza all'usura, leggerezza, alta sensibilità, bassa impedenza acustica, facile da fissare su superfici complesse, prezzo basso e ampia banda di frequenza. I sensori a ultrasuoni utilizzano funzioni piezoelettriche per sensori tattili, sensori di accelerazione e sensori di prossimità (sensori di distanza). I sensori a ultrasuoni che utilizzano funzioni piroelettriche includono sensori di prossimità (sensori di sicurezza), sensori di contatto (distribuiti), sensori di identificazione del materiale e telecamere a infrarossi.

4) L'applicazione di materiali compositi piezoelettrici nella riduzione delle vibrazioni strutturali, i materiali compositi piezoelettrici possono essere progettati dal driver di rilevamento e applicati all'identificazione della risposta in frequenza del raggio. Questo materiale viene utilizzato nel sistema di smorzamento della coda verticale dell'aereo per sopprimere le vibrazioni generate durante il volo e per testare le prestazioni del composito piezoelettrico nel controllo attivo delle vibrazioni della coda. I risultati del test mostrano che il materiale ha buone prestazioni di rilevamento e guida e l'effetto di smorzamento è migliore di quello della ceramica piezoelettrica.

5) L'applicazione di materiali piezoelettrici ha la tecnologia di autoalimentazione dei dispositivi microelettronici. A causa delle caratteristiche uniche di conversione elettromeccanica dei materiali piezoelettrici, molti raccoglitori di energia utilizzano materiali con elementi piezoelettrici come componenti di conversione e uscita dell'energia. Combinando con Effetto ceramico piezoelettrico , i materiali piezoelettrici possono anche convertire forme di energia diverse dall'energia meccanica in energia elettrica per molteplici forme di raccolta di energia. I materiali piezoelettrici nelle strutture flessibili sono ampiamente utilizzati nei sensori di vibrazione, è il controllo della misurazione a una velocità crescente grazie alle loro proprietà uniche. Dal lato del controllo delle strutture intelligenti con un sistema integrato, vengono utilizzati materiali piezoelettrici. È possibile ottenere facilmente un monitoraggio accurato della risposta della struttura flessibile, in modo che possa essere controllata efficacemente.

6) Il trasformatore piezoelettrico è un dispositivo elettronico a stato solido basato sull'effetto piezoelettrico. Utilizza l'effetto piezoelettrico positivo e l'effetto piezoelettrico inverso di materiale ceramico piezoelettrico per completare la conversione reciproca tra energia meccanica ed energia elettrica e realizzare la conversione ad alta e bassa tensione. Una delle applicazioni più tipiche dei trasformatori piezoelettrici è quella di pilotare CCFL (lampada fluorescente a catodo freddo). Il convertitore DC-DC è molto più leggero del tradizionale trasformatore elettromagnetico e la densità energetica e l'efficienza possono essere notevolmente migliorate. Il trasformatore elettrico presenta i vantaggi di un'elevata densità di potenza, un elevato isolamento di corrente, una bassa interferenza elettromagnetica, ecc. e può sostituire il trasformatore elettromagnetico in alcuni campi di applicazione. Sfruttando appieno i suoi vantaggi, che non solo possono realizzare la miniaturizzazione del convertitore, ma anche risolvere l'esistenza di problemi di elettronica di potenza e interferenze elettromagnetiche (EMI).

7) Gli attuatori piezoelettrici sono dispositivi che utilizzano effetti meccanici inversi per formare azionamenti o controlli meccanici. Poiché il corpo piezoelettrico presenta i vantaggi di una risposta rapida, alta precisione e anti-interferenza, il dispositivo di guida e controllo costruito dal corpo piezoelettrico ha una struttura semplice e una reazione rapida. Il dispositivo di azionamento e controllo piezoelettrico attualmente sviluppato comprende principalmente un motore a ultrasuoni e un motore di precisione. Che sono stati applicati con successo in numerosi campi come la difesa, la biomedicina e l'optoelettronica.

8) Il ruolo del materiale ceramico piezoelettrico nei sistemi di materiali intelligenti, come gli attuatori piezoceramici, che possono essere utilizzati anche come sensori in sistemi e strutture di materiali intelligenti. Perché le ceramiche piezoelettriche e i polimeri piezoelettrici producono i segnali elettrici misurabili per le sollecitazioni applicate. Un'importante applicazione delle fibre piezoelettriche è la fabbricazione di compositi di fibre piezoelettriche (PFC), che sono una combinazione di rilevamento e guida. La struttura adattiva dei sistemi e delle strutture dei materiali intelligenti è una delle caratteristiche che possono essere adattate. I cambiamenti nell'ambiente sono la realizzazione della forma strutturale e il controllo delle vibrazioni. Questo è vitale per l’aviazione e i veicoli spaziali. I compositi ceramici piezoelettrici (PFC) forniscono un buon materiale per strutture adattative. Oltre alle applicazioni di riduzione del rumore umido, al fine di ottenere la miniaturizzazione di sensori e driver per creare forme complesse, è auspicabile incorporare tecnologie nell'industria dei semiconduttori, come la litografia. Per rendere la litografia piezoceramica di facile esecuzione, è possibile incorporare un materiale polimerico facilmente riparabile dai raggi ultravioletti in un processo di colata di elementi ceramici piezoelettrici , che può essere utilizzato nella struttura piezoceramica preparata da un sistema di materiali intelligenti. La combinazione delle funzioni di rilevamento e guida con il sistema di controllo può essere utilizzata per depositare una pellicola piezo-ceramica elettronica su un circuito integrato di silicio. I materiali piezoelettrici sono stati ampiamente utilizzati nei campi dell'informazione, della biologia, militare e delle nuove energie. Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, c'è il continuo miglioramento della tecnologia dei materiali piezoelettrici, si ritiene che i materiali piezoelettrici si diffonderanno in ogni angolo della vita quotidiana delle persone. Inoltre, la tecnologia di preparazione e lo sviluppo applicativo dei materiali piezoelettrici continueranno a rappresentare un tema di grande preoccupazione.