Piezoelektriske egenskaper til vanlige piezoelektriske keramikk og piezoelektriske materialer

 

Piezoelektrisk keramikk er kunstige polykrystallinske piezoelektriske materialer. Krystallkornene inne i materialet har mange spontant polariserte elektriske domener, som har en viss polarisasjonsretning, slik at det blir et elektrisk felt. Når det ikke er noe eksternt elektrisk felt, er de elektriske domenene tilfeldig fordelt i krystallen, deres respektive polarisasjonseffekter oppheves, og den interne polarisasjonen til den piezoelektriske keramikken er null. Derfor er den originale piezoelektriske keramikken nøytral og har ikke piezoelektriske egenskaper.

 

Når et eksternt elektrisk felt påføres keramikken, roteres polarisasjonsretningen til de elektriske domenene og har en tendens til å bli arrangert i henhold til retningen til det eksterne elektriske feltet, slik at materialet blir polarisert. Jo sterkere det eksterne elektriske feltet er, jo flere elektriske domener dreies mer nøyaktig til retningen til det eksterne elektriske feltet. La intensiteten til det eksterne elektriske feltet være stor nok til å mette polarisasjonen av materialet, det vil si når polarisasjonsretningen til det elektriske domenet er pent i samsvar med retningen til det eksterne elektriske feltet, når det eksterne elektriske feltet fjernes, endres polarisasjonsretningen til det elektriske domenet i utgangspunktet, det vil si den gjenværende polen Når styrken er veldig høy, har materialet piezoelektriske egenskaper.

 

Vanlig ultralyd piezoelektrisk keramikk :

(1) Bariumtitanat (BaTiO3) piezoelektrisk keramikk

Den har høy piezoelektrisk koeffisient og dielektrisk konstant, og dens mekaniske styrke er ikke like god som kvarts.

 

(2) Blyzirkonattitanat Pb(Zr Ti)O3-serien piezoelektrisk keramikk (PZT)

Den piezoelektriske koeffisienten er høy, og endringene av forskjellige elektromekaniske parametere med temperatur, tid og andre ytre forhold er små. Å legge til ett eller to sporelementer til bunnen av blyzirkonattitanat kan oppnå PZT-materialer med forskjellige egenskaper.

 

(3) Pb(MgNb)O3-PbTiO3-PbZrO3 Piezoelektrisk keramikk (PMN)

Med en høy piezoelektrisk koeffisient kan den fortsette å jobbe under trykk opp til 700 kg/cm2, og kan brukes som kraftsensor ved høy temperatur.

 

Piezoelektrisk materiale:

Piezoelektrisk halvleder

Inkludert sinksulfid, kadmiumsulfid, sinkoksid, kadmiumsulfid

Den har både piezoelektriske og halvlederegenskaper

Organiske polymer piezoelektriske materialer:

Den ene er høymolekylær polymer

Fordeler med polyvinylidenfluorid (PVF2), polyvinylklorid (PVC) og polyvinylfluorid: myk tekstur, høy strekkfasthet og slagfasthet. Den andre typen er polymerforbindelsen dopet med bariumtitanat (BaTiO3)

 

 

1. Ingredienser: Utfør forbehandling av materialer, fjern urenheter og fuktighet, og vei deretter ulike råvarer piezokeramikkskive i henhold til formelforholdet. Legg merke til at en liten mengde tilsetningsstoffer skal plasseres i midten av de store ingrediensene.

 

2. Blanding og maling: Hensikten er å blande og male forskjellige råvarer for å forberede forholdene for fastfasereaksjonen ved forkalsinering. Generelt brukes tørrsliping eller våtsliping. Tørrfresing kan brukes til små partier, og rørekulefresing eller jetfresing kan brukes til store partier, med høy effektivitet.

 

3. Forbrenning: Hensikten er å utføre faststoffreaksjon av ulike råmaterialer ved høy temperatur for å syntetisere piezoelektrisk keramikk. Denne prosessen er veldig viktig. Det vil direkte påvirke sintringsforholdene og ytelsen til sluttproduktet.

 

4. Sekundær finsliping: Hensikten er å finvibrere, blande og male det forhåndsbrente piezoelektriske keramiske pulveret, for å legge et solid grunnlag for en jevn ytelse av porselenet.

 

5. Granulering: Hensikten er å få pulveret til å danne granuler med høy tetthet med god flyt. Metoden kan utføres manuelt, men effektiviteten er lav. Den nåværende effektive metoden er å bruke spraygranulering. Denne prosessen innebærer tilsetning av lim.

 

6. Forming: Hensikten er å presse det granulerte materialet til et emne av nødvendig prefabrikkert størrelse.

 

7. Plastutslipp: Hensikten er å fjerne bindemiddelet som er tilsatt under granulering fra emnet.

 

8. Sintring til porselen: Emnet forsegles og sintres til porselen ved høy temperatur. Denne linken er veldig viktig.

 

9. Formbehandling: Maling av det brente produktet til ønsket ferdigproduktstørrelse.

 

10. Elektrode: Sett den øvre ledende elektroden på den nødvendige keramiske overflaten. De generelle metodene inkluderer innbrenning av sølvlag, kjemisk avsetning og vakuumbelegg.

 

11. Høyspent polarisering: lag de elektriske domenene inne i keramikken på linje, slik at keramikken har piezoelektriske egenskaper.

 

Tolv. Aldringstest: Etter at ytelsen til keramikken er stabil, sjekk ulike indikatorer for å se om de forventede ytelseskravene er oppfylt.

 

Til sammenligning, undervanns piezoelektriske keramiske transdusere har sterk piezoelektrisitet, høy dielektrisitetskonstant, og kan behandles til former, men har lave mekaniske kvalitetsfaktorer, store elektriske tap og dårlig stabilitet, så de er egnet for høyeffektsvingere og bredbåndsfiltre og andre applikasjoner, men ikke ideelle for høyfrekvente, høystabilitetsapplikasjoner. Piezoelektriske enkeltkrystaller som kvarts har svak piezoelektrisitet, lav dielektrisitetskonstant og størrelsesbegrensninger på grunn av begrensninger av kutttype, men de har høy stabilitet og høye mekaniske kvalitetsfaktorer. De brukes mest som oscillatorer for standard frekvenskontroll, høy selektivitet (multippel Det er et høyfrekvent smalt båndpass) filter og en høyfrekvent, høytemperatur ultralydsvinger, etc.