Nyheter

Du er her: Hjem / Nyheter / Grunnleggende om piezoelektrisk keramikk / Grunnprinsippet for piezoelektrisk keramisk materiale

Grunnprinsippet for piezoelektrisk keramisk materiale

Visninger: 7 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstidspunkt: 2018-09-10 Opprinnelse: nettsted

Spørre

1. Domene:

Generelt er retningene for spontan polarisering av ferroelektrikk forskjellige, men i et lite område er de spontane polarisasjonsretningene til de respektive enhetscellene de samme, og dette lille området kalles et ferroelektrisk domene. Grenseveggen mellom de to domenene kalles domenevegg, og kan deles inn i en 90° domenevegg, en 180° domenevegg og lignende i henhold til de spontane polarisasjonsretningene til de to domenene. Domeneveggen er vanligvis plassert i nærheten av piezoelektrisk keramikkkrystalldefekt, og domeneveggen er ikke lett å flytte på grunn av den indre spenningen i defektområdet. Orienteringen til tilstøtende domener er generelt 'ende-til-hale', og en spesiell form for 'hode-til-hode, hale-til-hale' vil vises under påvirkning av stressfeltet for å lette energireduksjonen. Observasjonsdomenet kan være en kjemisk etsemetode, en polariserende mikroskopmetode eller en røntgentopografimetode.

2. Ferroelektrisitetskonsept:

Noen piezokrystaller viser spontane polarisasjonsegenskaper. Det er et iboende elektrisk spontan polarisasjonsmoment i ferroelektrikk; i ferroelektriske krystaller er domenestrukturen vanligvis ledsaget, og de spontane polarisasjonselektriske momentene i samme domene er i samme retning; når den ultralydpolariserte piezo-transduserkrystallen er stor nok, kan forskjellige domener av elektrisk piezo kansellere hver på grunn av forskjellige orienteringer, slik at den makroskopiske polarisasjonen ikke avsløres. Den spontane polariseringen av elektrisk moment kan endre retning under påvirkning av eksternt elektrisk felt; under påvirkning av vekslende eksternt elektrisk felt E, vises forholdet mellom den makroskopiske polarisasjonsintensiteten p til det ferroelektriske legemet og E på returlinjen. Disse egenskapene til ferroelektrikk ligner veldig på ferromagnetisme, så de kalles ferroelektrisitet. I det ferroelektriske legemet er den makroskopiske polarisasjonsintensiteten p=0 generelt på grunn av domenestrukturen. Når det ytre elektriske feltet E er veldig lite, har p en lineær sammenheng med E. Når E er stor nok, kalles en kurve der p ligger bak E en hysteresesløyfe. Etter en gjentatt vekslende polarisering av et sterkt vekslende elektrisk felt med fast amplitude, har hysteresesløyfen en hovedsakelig stabil form.

2A776AEC688DF052E10FA1C6D7EA551C

Ps er den spontane polariseringen av et enkelt domene uten et elektrisk felt; Pr er gjenværende polarisasjon; Ec er et elektrisk tvangsfelt. Når det eksterne elektriske feltet begynner å virke på den upolariserte prøven, genereres restpolarisasjonen Pr på prøven. For å redusere restpolarisasjonen til null, må det tvangselektriske feltet Ec påføres i motsatt retning. Det elektriske feltet i motsatt retning øker polarisasjonen i motsatt retning, og danner dermed hele hysteresesløyfen. Den endres langs denne kurven hver gang den polariseres. Forskjellig piezoelektrisk transduser piezoelektrisk keramikk har forskjellige hystereseløkker. Polarisasjonsprosessen er en veldig komplisert prosess. Når er polariserende, er det ikke bare et høyere elektrisk felt som kreves, men forskjellige tykkelser krever forskjellige tider, og den optimale polarisasjonseffekten kan oppnås ved høyere temperatur. Det polariserte piezoelektriske keramiske materialet mister polarisasjonseffekten ved en viss høy temperatur, og forskjellige piezoelektriske materialer har forskjellige feiltemperaturer. Dette bør bemerkes når du velger piezoelektriske keramiske materialer. Polarisasjonsegenskapene til piezoelektrisk keramikk er kunnskapen som designere av piezoelektriske geofoner må mestre. Forskjellen i ytelse mellom piezoelektrisk pre-polarisering og post-polarisering av piezoelektriske keramiske materialer er stor.

3. Piezoelektrisk effekt:

Piezoelektrisk effekt kan deles inn i positiv piezoelektrisk effekt og invers piezoelektrisk effekt. En bundet ladning oppstår i begge ender av det polariserte piezoelektriske keramiske arket, slik at et lag med fri ladning fra utsiden adsorberes på overflaten av elektroden. Når et eksternt trykk F påføres det keramiske arket, vil PZT-materialer piezokeramikk deformeres under påvirkning av en ytre kraft, og et polarisasjonsfenomen oppstår inne i piezoelektrisk keramisk element , og positive og negative motsatte ladninger vises på de motsatte overflatene av det keramiske arket. En utslipp vil skje. Tvert imot, trekking vil føre til lading. Når den ytre kraften fjernes, vil den gå tilbake til uladet tilstand. Fenomenet at denne mekaniske effekten omdannes til en elektrisk effekt hører til den positive piezoelektriske effekten. I tillegg har piezoelektrisk keramikk egenskapen til spontan polarisering, og spontan polarisering kan transformeres ved virkningen av et eksternt elektrisk felt. Derfor, når et eksternt elektrisk felt påføres et piezoelektrisk dielektrikum, skjer en endring som vist på figuren, og den piezoelektriske keramikken deformeres. Imidlertid deformeres piezoelektrisk keramikk fordi når det samme eksterne elektriske feltet som den spontane polarisasjonen legges til, forsterkes polarisasjonen. Økningen i polarisasjonsintensiteten fører til at det piezoelektriske keramiske arket forlenges i polarisasjonsretningen. Tvert imot, hvis det omvendte elektriske feltet påføres, blir piezokeramikken forkortet i polarisasjonsretningen. Dette fenomenet med å bli til en mekanisk effekt på grunn av en elektrisk effekt er en omvendt piezoelektrisk effekt.