Anvendelse av piezoelektrisk keramikk i de nye feltene(1)

Siden Curie-brødrene oppdaget den piezoelektriske effekten av turmalin i 1880, begynte historien til piezoelektrisk keramikk fra kvarts og BaTiO3, keramikk har spilt en viktig rolle i piezoelektrisk historie. Etter oppdagelsen av PZT piezoelektrisk keramikk har imidlertid hastigheten på påføring av piezoelektrisk keramikk blitt kraftig akselerert, og påføringen av piezoelektrisk keramikk har fått en ny situasjon.

Piezoelektrisk keramikk er funksjonelle keramiske materialer som omdanner mekanisk energi og elektrisk energi til hverandre og har en piezoelektrisk effekt. Den såkalte piezoelektriske effekten refererer til fenomenet at polarisasjonen (eller det elektriske feltet) induseres av stress eller spenningen (eller tøyningen) induseres av det elektriske feltet. Førstnevnte er en positiv piezoelektrisk effekt og sistnevnte er en negativ piezoelektrisk effekt. Elektrisk effekt. Så langt har denne piezoelektriske effekten av piezoelektrisk rørtransduser har blitt brukt på mange felt som er nært knyttet til menneskers liv, inkludert industrielle, militære, medisinske og daglige liv. Det kan sees at forskningen på piezoelektrisk keramikk er av stor betydning. Med ankomsten av nye prosesser og nye materialer, endres piezoelektrisk keramikk for hver dag som går. Denne artikkelen beskriver noen nye anvendelser av piezoelektrisk keramikk. bred anvendelse av piezoelektrisk keramikk er mye brukt. Generelt kan det deles inn i frekvenskontroll, transduserføling og optoelektroniske enheter. piezoelektriske keramiske frekvenskontrollenheter inkluderer filtre, resonatorer og forsinkelseslinjer. Disse enhetene brukes i sporings-, mikrodatamaskinen og farge-TV-forsinkelseskretsene. Piezoelektriske keramiske plater (piezoelektriske vibratorer) genererer mekanisk vibrasjon ved en viss frekvens under påvirkning av en ekstern vekselspenning. Generelt er amplituden til en slik vibrasjon liten, men når frekvensen til den påførte spenningen er den samme som den naturlige mekaniske vibrasjonsfrekvensen til den piezoelektriske vibratoren, forårsakes resonans, og amplituden økes kraftig. På dette tidspunktet genererer det vekslende elektriske feltet tøyning ved den inverse piezoelektriske effekten, og tøyningen genererer en strøm ved den positive piezoelektriske effekten.

Piezoelektriske enheter er mye brukt ikke bare i industrielle og sivile produkter, men også i militære applikasjoner. For eksempel piezo keramiske svinger har blitt brukt til tenning i lang tid. I 1969 brukte Kina piezoelektriske materialer på piezoelektriske sikringer, utstyrt med nye 40 raketter, og begynte masseproduksjon. Den maksimale årlige produksjonen oversteg 3 millioner stykker, og den kumulative produksjonen på 103 år var mer enn 20 millioner stykker. Det er nesten 103 varianter, hovedsakelig brukt i pansergjennomtrengende prosjektiler. Andre viktige områder, som radar, militær kommunikasjon og navigasjonsutstyr, krever et stort antall piezokeramiske filtre og piezoelektriske SAW-filtre. Som det amerikanske teknologi- og markedsevalueringsselskapet nylig påpekte i Tamar-rapporten, er piezoelektriske filtre en grunnleggende komponent som folk legger lite vekt på, men som er viktige uten dem. Moderne kommunikasjons-, navigasjons- og forsvarsutstyr vil ikke fungere. Denne essensielle rollen til piezoelektrisk filter har dannet et stort marked, og dets bruk fortsetter å utvide seg. Ta min sak som et eksempel. Utviklet og produsert mange typer piezoelektriske keramiske filtre, piezoelektriske SAW-filtre, SAW-forsinkelseslinjer og vibratorer i mange år; utviklet og produsert forskjellige typer piezoelektriske akselerometre, piezoelektriske gyroer og trykkelektriske inklinometre, etc., som har vært mye brukt i militære og sivile applikasjoner.

2 nye enheter og nye applikasjoner

Typiske bruksområder for disse nye keramiske aktuatorene inkluderer lineære aktuatorer, stempel- og hulromspumper, brytere, høyttalere, trykkmålere, vibratorer, vannstråler og mottakere, optiske deflektorer, releer, vibrasjonsenheter for støyreduksjon og subtraksjon og intelligente systemer. Spesielt har marmor- og kuppelaktuatorer et stort potensial i bilindustrien, de kan brukes som sensorer og spjeldkomponenter, koblingselementer til ventiler. Marmoraktuatoren brukes i applikasjoner der størrelsen er liten og responsen er rask. Den har blitt brukt med hell i optiske skannere. Lagringsstasjon med høy tetthet. En annen mulig bruk av en aktuator av perletype, for eksempel en CDROM-stasjon og en magnetisk-optisk minnelagringsstasjon, er dens nøyaktige posisjonering for transport. Marmor- og kuppelaktuatorene kan også brukes i hydrofoner, akselerometre og aeroakustiske transdusere. Funksjoner for ulike typer piezokeramiske aktuatorer. Piezoelektriske og elektrostriktive keramiske aktuatorer kan deles inn i stive forskyvningsenheter og resonansforskyvningsenheter. Resonansforskyvningsanordningen er en alternerende belastning generert av en vekselstrømselektrisk felteksitasjon ved en mekanisk resonansfrekvens, for eksempel en piezoelektrisk ultralydmotor. For å erstatte den vanlige elektromagnetiske motoren. Forskere har gjort mange anstrengelser for å utvikle ultralydmotorer med høy effekt. Ultralydmotorer er preget av «lav hastighet og høyt dreiemoment», som står i direkte kontrast til høyhastigheten og det lille dreiemomentet til elektromagnetiske motorer.

Ultralydmotoren som for tiden er under utvikling har en stående bølgetype og en transmisjonsbølgetype stående bølgetype, som også kalles en vibrasjonskoblingstype. Det vibrerende elementet er koblet til den piezoelektriske aktuatoren for å produsere en horisontal elliptisk bevegelse fra enden. Generelt har den stående bølgetypen høy effektivitet, men det er mangel på positive og negative klokkeretningskontrollproblemer. Nå er det utviklet en lineær ultralydmotor som kombinerer flere lag med piezoelektriske aktuatorer og stemmegaffelformede metallben. Siden den mekaniske resonansfrekvensen mellom de to benene er litt forskjellig, kan de to benene kontrolleres ved å endre kjørefrekvensen. Faseforskjellen mellom bøyevibrasjonene. Dens glidebevegelse ligner på hestens bruk av for- og bakbein. Når den drives med en 6 V spenning på 98 kHz, har testmotoren med en størrelse på 20 mm × 20 mm × 5 mm en maksimal hastighet på 20 m/s, en maksimal trekkraft på 2 N og en maksimal virkningsgrad på 20 % (aktivert effekt på 0,7 W). Denne motoren har blitt brukt på presisjons xY-plattformer.