Het piëzo-elektrische fenomeen en het piëzo-elektrische effect zijn dat de De piëzo-keramische kolom met elektronische transducer oefent een druk uit die loodrecht op het elektrodeoppervlak staat, wat vervorming veroorzaakt en ook een hoogspanningsontlading genereert. Op de piëzo-elektrische zoemerelektrode wordt een hoorbaar wisselspanningssignaal aangelegd, dat een vervorming veroorzaakt en tevens een hoorbaar geluid produceert. Door deze soortgelijke verschijnselen samen te vatten, kan het concept van positieve en negatieve piëzo-elektrische effecten worden verkregen, dat wil zeggen dat het effect van piëzo-elektrische keramiek als gevolg van vervorming van kracht positief piëzo-elektrisch effect wordt genoemd. Het effect waarbij piëzo-elektrische keramiek wordt vervormd door het aanleggen van een spanning wordt een omgekeerd piëzo-elektrisch effect genoemd.
De interne structuur van Pzt-keramische transducers zijn de materiaalkennis die ons vertelt dat de eigenschappen van elk materiaal worden bepaald door de interne structuur. Om het piëzo-elektrische principe van piëzo-elektrische keramiek te begrijpen en de oorzaken van piëzo-elektrische effecten te begrijpen, moeten we daarom eerst de piëzo-elektrische keramiek kennen. Celstructuur en spontane polarisatie van piëzo-elektrische keramiek hebben een celstructuur, wat de meest gebruikte piëzo-elektrische keramische perovskiet (CaTiO3) -type structuur is, zoals PbTiO3, BaTiO3, KxNa1-xNbO3, Pb (ZrxTi1-x) O3 enzovoort. De chemische formule van dit type materiaal is ABO3. In de formule is de elektriciteitsprijs van A 1 of 2, en de elektriciteitsprijs van B 4 of 5. De eenheidscel (structurele eenheid in het kristalrooster).
Vorming van piëzo-elektrische domeinen van piëzo-elektrische keramiek:
Een gebied waarin de spontane polarisatie uniform is in het piëzo-elektrische keramiek wordt een domein (of een ferro-elektrisch domein) genoemd. Het volgende is een voorbeeld waarin een perovskietstructuur wordt veranderd van een kubieke fase naar een tetragonale fase om de vorming van domeinen te illustreren.
1 c-asrichting bepaalt de spontane polarisatieoriëntatie. Wanneer de interne structuur van de korrel in de piëzokeramische keramische transducer verandert van een kubieke fase naar een tetragonale fase, elk van de assen kan de c-as van de tetragonale fase worden. Omdat de spontane polarisatie evenwijdig is aan de c-as, kunnen de spontane polarisatie-oriëntaties van de respectieve eenheidscellen van elkaar verschillen. Maar dit is niet de laagste energietoestand.
2 Het principe van minimale energie bepaalt de domeinstructuur. Om aan het principe van minimale energie te voldoen, moeten de tetragonale fasekorrels een domeinstructuur vormen, en de roosteraanpassing vereist dat de eenheidscel de oriëntatie spontaan polariseert. Het principe van minimale energiebestaan van de cel vereist het matchen van inconsistente cellen met spontane polarisatie-oriëntatie.
3.fasestructuur bepaalt het type domeinmuur Bovendien, aangezien de De pizo-elektrische keramische cel is tetragonaal, de oriëntatie van de spontane polarisatie kan alleen evenwijdig zijn aan een van de drie kristalassen van de oorspronkelijke kubieke reactiefase, dus de richting van de spontane polarisatie in de aangrenzende twee domeinen kan slechts 90 ° of 180 ° zijn. de interfaces van de overeenkomstige domeinen worden respectievelijk 90° domeinmuren en 180° domeinmuren genoemd.
De beweging van het domein onder invloed van een extern elektrisch veld. Als een voldoende hoog elektrisch gelijkstroomveld wordt aangelegd op een kristal met meerdere domeinen, zullen het domein van de spontane polarisatierichting en de richting van het elektrische veld blijven toenemen en omgekeerd. Het hele kristal verandert van multi-domein naar enkel domein, en de richting van spontane polarisatie komt overeen met de richting van het elektrische veld. Het polarisatieproces van piëzo-keramisch bimorf is het toevoegen van een voldoende hoog elektrisch gelijkstroomveld aan de elektroden van de keramische platen om de domeinen te dwingen te draaien, zelfs als hun spontane polarisatie op één lijn ligt. PS is de spontane polarisatie, Pr is de resterende polarisatie en EC is de coërcitieve veldsterkte. Bij het piëzo-elektrische keramische polarisatieproces wordt doorgaans een EC met een elektrische veldsterkte van 2-3 keer gekozen. Een verder begrip van het piëzo-elektrische effect is dat de resterende polarisatie in een gepolariseerd piëzo-elektrisch keramiek altijd wordt uitgedrukt in de vorm van een elektrisch dipoolmoment, dat wil zeggen een positief gebonden lading aan het ene uiteinde van het piëzo-keramiek en een negatief gebonden lading aan het andere uiteinde. Ter afscherming en om het effect van de resterende polarisatie op de buitenwereld tegen te gaan, wordt onder invloed van de gebonden lading een vrije lading van buitenaf geadsorbeerd op het oppervlak van de keramische elektrode.
De beweging van het domein onder invloed van een extern elektrisch veld. Als een voldoende hoog elektrisch gelijkstroomveld wordt aangelegd op een kristal met meerdere domeinen, zullen het domein van de spontane polarisatierichting en de richting van het elektrische veld blijven toenemen en omgekeerd. Het hele kristal verandert van multi-domein naar enkel domein en de richting van spontane polarisatie, wat consistent is met de richting van het elektrische veld. Het polarisatieproces van piëzo-elektrische keramiek bestaat uit het toevoegen van een voldoende hoog elektrisch gelijkstroomveld aan de elektroden van de keramiek piëzoschijven piëzokeramische transducer om de domeinen te dwingen te draaien, zelfs als hun spontane polarisatie op één lijn ligt. PS is de spontane polarisatie, Pr is de resterende polarisatie en EC is de coërcitieve veldsterkte. Bij het piëzo-elektrische keramische polarisatieproces wordt over het algemeen een EC met een elektrische veldsterkte van 2-3 keer geselecteerd. Een verder begrip van het piëzo-elektrische effect is dat de resterende polarisatie in een gepolariseerd piëzo-elektrisch keramiek altijd wordt uitgedrukt in de vorm van een elektrisch dipoolmoment, dat wil zeggen een positief gebonden lading aan het ene uiteinde van het piëzo-keramiek en een negatief gebonden lading aan het andere uiteinde. Om het effect van de resterende polarisatie op de buitenwereld onder invloed van de gebonden lading tegen te gaan, wordt een vrije lading van buitenaf geadsorbeerd op het oppervlak van de keramische elektrode.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd is een professionele fabrikant van piëzo-elektrische keramiek en ultrasone transducers, gewijd aan ultrasone technologie en industriële toepassingen.
