Apakah polarisasi seramik piezoelektrik

Sama ada proses polarisasi seramik piezo mencukupi atau tidak mempunyai pengaruh yang besar terhadap sifat bahan. Oleh itu, adalah perlu untuk memilih keadaan polarisasi secara munasabah, medan elektrik polarisasi, suhu polarisasi dan masa polarisasi, yang dirujuk sebagai tiga elemen polarisasi.

(1) Medan elektrik terkutub

Domain boleh diselaraskan ke arah medan elektrik di bawah tindakan medan elektrik terpolarisasi, jadi ia adalah faktor utama dalam keadaan polarisasi. Lebih tinggi adalah medan elektrik polarisasi, lebih besar adalah kesan penjajaran domain, ia adalah lebih mencukupi polarisasi. Tetapi formula yang berbeza harus berbeza dalam ketinggian. Magnitud medan elektrik terkutub bergantung terutamanya pada medan paksaan EC seramik piezoelektrik. Medan elektrik polarisasi mestilah lebih besar daripada EC untuk mengemudi domain dan menjajarkan ke arah medan luaran. Ia biasanya 2-3 kali ganda daripada EC. Saiz EC adalah berkaitan dengan komposisi dan struktur seramik piezo. Untuk bahan berasaskan PZT fasa tetragon, EC meningkat apabila nisbah Zr/Ti berkurangan. Di rantau tiga arah, perubahan dalam EC dengan nisbah Zr/Ti adalah tidak ketara. Jika nisbah penggantian berkurangan, nisbah paksi kristal c/a bahan, putaran domain 90o menghasilkan tegasan dalaman yang kecil, putaran mudah, dan EC lebih rendah. Bahan tambah lembut mengurangkan EC dan bahan tambah keras meningkatkan EC. Bahan siri PZT praktikal EC berada dalam julat 0.6-1.6 Kv/mm. EC juga berkurangan dengan peningkatan suhu. Oleh itu, jika suhu polarisasi meningkat, medan elektrik polarisasi boleh dikurangkan.

Medan elektrik terpolarisasi juga dihadkan oleh kekuatan pecahan Eb seramik piezo. Sebaik sahaja medan elektrik terpolarisasi mencapai saiz Eb, seramik piezo menjadi sisa selepas rosak. Eb turun mendadak kerana adanya pori-pori, rekahan dan komposisi tidak sekata. Oleh itu, proses pra-penyediaan mesti memastikan ketumpatan dan keseragaman produk. Saiz Eb juga berkaitan dengan ketebalan polarisasi cakera dan silinder piezo, dan hubungannya secara kasarnya menepati formula: Eb = 26.2t0.39 , di mana Eb ialah medan elektrik pecahan (kV/cm) dan t ialah ketebalan (cm). Oleh itu, untuk produk yang lebih tebal, medan elektrik polarisasi dikurangkan bersamaan dengan meningkatkan suhu polarisasi, masa polarisasi memanjangkan untuk mencapai kesan polarisasi yang baik.

Di bawah keadaan medan elektrik terpolarisasi dan masa polarisasi, apabila suhu polarisasi aplikasi transduser piezoelektrik adalah tinggi, orientasi orientasi domain lebih mudah dan kesan polarisasi lebih baik. Sebab utama adalah seperti berikut: (1) Anisotropi kristal piezo berkurangan dengan peningkatan suhu, dan tegasan dalaman domain menjadi lebih kecil, iaitu rintangannya kecil, jadi polarisasi lebih mudah. 2 Gelung histerisis menjadi lebih sempit dengan peningkatan suhu, iaitu medan paksaan menjadi lebih kecil, dan sebenarnya menjadikan pergerakan domain lebih mudah. 3 Kesan caj ruang berkurangan dengan peningkatan suhu. Sesetengah kekotoran menyebabkan sejumlah besar cas ruang dalam produk, menghasilkan medan cas ruang yang kuat, melindungi medan polarisasi yang digunakan secara luaran, yang tidak kondusif untuk polarisasi. Apabila suhu meningkat, kekonduksian elektrik produk meningkat, caj ruang mudah berhijrah, pengumpulan berkurangan, dan kesan perisai medan caj ruang dikurangkan, yang sesuai untuk polarisasi. Suhu polarisasi adalah berkaitan dengan komposisi bahan. Sesetengah bahan secara komprehensif mencerminkan sifat piezoelektrik nilai kp pekali gandingan elektromekanikal pada dasarnya tidak dipengaruhi oleh suhu polarisasi, yang boleh dipolarisasi pada suhu yang lebih rendah, seperti sistem PZT dengan bahan tambahan lembut. Sesetengah bahan memerlukan polarisasi pada suhu yang lebih tinggi untuk mempunyai kp yang lebih besar, seperti PZT unsur seramik piezoelektrik dengan bahan tambahan keras. Dalam amalan, apabila suhu polarisasi dipilih, suhu adalah lebih tinggi, kerana meningkatkan suhu polarisasi boleh memendekkan masa polarisasi dan meningkatkan kecekapan polarisasi. Walau bagaimanapun, pada suhu yang lebih tinggi, masalah yang sering dihadapi ialah kerintangan produk terlalu kecil, arus bocor adalah besar, dan voltan tahan adalah rendah, iaitu voltan tidak boleh ditambah. Selain berkaitan dengan perumusan, ini juga berkaitan dengan ketumpatan yang lemah dan kerintangan elektrik yang rendah. Untuk artikel yang hanya berkaitan dengan perumusan, hanya medan polarisasi dikurangkan dan masa polarisasi dilanjutkan.

(3) Masa terkutub