Berita

Anda di sini: Rumah / Berita / Asas Seramik Piezoelektrik / Prinsip asas bahan seramik piezoelektrik

Prinsip asas bahan seramik piezoelektrik

Pandangan: 7 Pengarang: Editor Tapak Masa Terbitan: 2018-09-10 Asal: tapak

Tanya

1.Domain:

Secara amnya, arah polarisasi spontan ferroelektrik adalah berbeza, tetapi dalam kawasan kecil, arah polarisasi spontan sel unit masing-masing adalah sama, dan kawasan kecil ini dipanggil domain ferroelektrik. Dinding sempadan antara dua domain dipanggil dinding domain, dan boleh dibahagikan kepada dinding domain 90°, dinding domain 180°, dan seumpamanya mengikut arah polarisasi spontan kedua-dua domain. Dinding domain biasanya terletak berhampiran kecacatan kristal seramik piezoelektrik , dan dinding domain tidak mudah digerakkan kerana tekanan dalaman di kawasan kecacatan. Orientasi domain bersebelahan secara amnya ialah 'hujung-ke-ekor', dan bentuk khas 'kepala-ke-kepala, ekor-ke-ekor' akan muncul di bawah tindakan medan tegasan untuk memudahkan pengurangan tenaga. Domain pemerhatian boleh menjadi kaedah etsa kimia, kaedah mikroskop polarisasi atau kaedah topografi sinar-X.

2. Konsep ferroelektrik:

Sesetengah kristal piezo mempamerkan sifat polarisasi spontan. Terdapat momen elektrik polarisasi spontan yang wujud dalam ferroelektrik; dalam kristal ferroelektrik, struktur domain biasanya disertai, dan momen elektrik polarisasi spontan dalam domain yang sama berada dalam arah yang sama; apabila kristal transduser piezo terpolarisasi ultrasonik cukup besar, domain piezo elektrik yang berbeza boleh membatalkan setiap .disebabkan oleh orientasi yang berbeza, supaya polarisasi makroskopik tidak didedahkan. Polarisasi spontan momen elektrik boleh menukar arah di bawah tindakan medan elektrik luaran; di bawah tindakan medan elektrik luar berselang-seli E, hubungan antara keamatan polarisasi makroskopik p badan feroelektrik dan E muncul pada garisan kembali. Sifat ferroelektrik ini sangat serupa dengan feromagnetisme, jadi ia dipanggil ferroelektrik. Dalam badan ferroelektrik, keamatan polarisasi makroskopik p=0 biasanya disebabkan oleh struktur domain. Apabila medan elektrik luar E sangat kecil, p mempunyai hubungan linear dengan E. Apabila E cukup besar, lengkung di mana p ketinggalan di belakang E dipanggil gelung histerisis. Selepas polarisasi berselang-seli berulang bagi medan elektrik berselang-seli kuat dengan amplitud tetap, gelung histerisis mempunyai bentuk yang agak stabil.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps ialah polarisasi spontan domain tunggal tanpa medan elektrik; Pr ialah polarisasi sisa; Ec ialah medan elektrik paksaan. Apabila medan elektrik luaran mula bertindak ke atas sampel tidak terpolarisasi, polarisasi sisa Pr dijana pada sampel. Untuk mengurangkan polarisasi sisa kepada sifar, medan elektrik paksaan Ec mesti digunakan dalam arah yang bertentangan. Medan elektrik dalam arah yang bertentangan meningkatkan polarisasi dalam arah yang bertentangan, dengan itu membentuk keseluruhan gelung histerisis. Ia berubah sepanjang lengkung ini setiap kali ia terkutub. Berbeza seramik piezoelektrik transduser piezoelektrik mempunyai gelung histerisis yang berbeza. Proses polarisasi adalah proses yang sangat rumit. Apabila polarisasi, ia bukan sahaja medan elektrik yang lebih tinggi diperlukan, tetapi ketebalan yang berbeza memerlukan masa yang berbeza, dan kesan polarisasi yang optimum boleh dicapai pada suhu yang lebih tinggi. Bahan seramik piezoelektrik terpolarisasi kehilangan kesan polarisasi pada suhu tinggi tertentu, dan bahan piezoelektrik yang berbeza mempunyai suhu kegagalan yang berbeza. Ini harus diperhatikan apabila memilih bahan seramik piezoelektrik. Sifat polarisasi seramik piezoelektrik ialah pengetahuan yang mesti dikuasai oleh pereka geofon piezoelektrik. Perbezaan prestasi antara pra-polarisasi piezoelektrik dan pasca-polarisasi bahan seramik piezoelektrik adalah besar.

3. Kesan piezoelektrik:

Kesan piezoelektrik boleh dibahagikan kepada kesan piezoelektrik positif dan kesan piezoelektrik songsang .Caj terikat berlaku pada kedua-dua hujung kepingan seramik piezoelektrik terpolarisasi, jadi lapisan cas bebas dari luar diserap pada permukaan elektrod. Apabila tekanan luar F dikenakan pada kepingan seramik, Bahan PZT piezo seramik berubah bentuk di bawah tindakan daya luar, dan fenomena polarisasi berlaku di dalam elemen seramik piezoelektrik , dan cas bertentangan positif dan negatif muncul pada permukaan bertentangan kepingan seramik. Pelepasan akan berlaku. Sebaliknya, menarik akan menyebabkan pengecasan. Apabila daya luar dialihkan, ia akan kembali ke keadaan tidak dicas. Fenomena bahawa kesan mekanikal ini ditukar kepada kesan elektrik tergolong dalam kesan piezoelektrik positif. Di samping itu, seramik piezoelektrik mempunyai sifat polarisasi spontan, dan polarisasi spontan boleh diubah oleh tindakan medan elektrik luaran. Oleh itu, apabila medan elektrik luaran digunakan pada dielektrik piezoelektrik, perubahan seperti yang ditunjukkan dalam rajah berlaku, dan seramik piezoelektrik berubah bentuk. Walau bagaimanapun, seramik piezoelektrik berubah bentuk kerana apabila medan elektrik luaran yang sama dengan polarisasi spontan ditambah, polarisasi dipertingkatkan. Peningkatan dalam keamatan polarisasi menyebabkan kepingan seramik piezoelektrik memanjang dalam arah polarisasi. Sebaliknya, jika medan elektrik terbalik digunakan, seramik piezo dipendekkan dalam arah polarisasi. Fenomena bertukar menjadi kesan mekanikal akibat kesan elektrik adalah kesan piezoelektrik songsang.