Aplicarea materialelor ceramice piezoelectrice de înaltă temperatură

1) Starea cercetării materialelor ceramice piezoelectrice la temperatură înaltă: SiO2 este unul dintre cele mai vechi materiale piezoelectrice aplicate dispozitivelor. Datorită frecvenței sale de rezonanță stabile și stabilității bune a temperaturii, este utilizat pe scară largă în controlul producției și managementul tuturor sistemelor de comunicații. În componente, cum ar fi ceasurile, microprocesoarele, etc. Citratul de bismut de plumb (PN) are o structură din bronz de tungsten, o valoare scăzută a factorului de calitate mecanică (Qm), un raport ridicat de d33 la d31 și este utilizat pe scară largă în testele nedistructive (NDT) și în domeniile diagnosticului medical. Niobat de litiu (LiNbO3) și niobat de litiu (LiTaO3) sunt similare ca structură și performanță și sunt adesea denumite cristale având o structură de tip niobat de litiu. Cu proprietăți bune de piezoelectricitate, piroelectricitate, feroelectricitate, electro-optice și optice neliniare, este utilizat pe scară largă pentru a fabrica traductoare de temperatură înaltă, filtre, detectoare piroelectrice în infraroșu, modulatoare laser și o varietate de dispozitive funcționale, cum ar fi multiplicatorii de frecvență.

2) Ceramica piezoelectrică este de fapt o ceramică feroelectrică polarizată cu efect piezoelectric, care este un traductor ceramic cilindric piezo-ceramic cu conversie reciprocă a energiei mecanice și a energiei electrice. Folosind ceramica piezoelectrică pentru a converti forțele externe în energie electrică, pot fi fabricate aprinderi piezoelectrice, surse mobile cu raze X și detonatoare de proiectile; Ceramica piezoelectrică poate fi folosită pentru a converti energia ultrasonică în vibrații ultrasonice, care pot fi folosite pentru a găsi poziția peștilor subacvatici. Și forma, testarea nedistructivă a metalului, curățarea cu ultrasunete poate fi, de asemenea, transformată într-o varietate de freze cu ultrasunete, echipamente de sudură și fier de lipit, prelucrarea materialelor plastice și chiar a metalului. Ceramica piezoelectrică este foarte sensibilă și poate converti vibrațiile mecanice extrem de slabe în semnale electrice. Sensibilitatea poate simți chiar perturbarea insectelor zburătoare care bat din aripi mai mult de zece metri. Poate fi folosit pentru sisteme sonar, detecție meteorologică, telemetrie de mediu, predicție de cutremur.

3) Polimerii piezoelectrici ai discurilor piezoelectrice, traductoarele ceramice sunt considerate materiale ideale pentru senzorii robotici. Are caracteristici de rezistență la uzură, greutate ușoară, sensibilitate ridicată, impedanță acustică scăzută, ușor de fixat pe suprafețe complexe, preț scăzut și bandă largă de frecvență. Senzorii care folosesc funcții piezoelectrice includ senzori tactili, senzori de accelerație și senzori de proximitate (senzori de distanță). Senzorii care folosesc funcții piroelectrice includ senzori de proximitate (senzori de siguranță), senzori de contact (distribuiți), senzori de identificare a materialelor și camere cu infraroșu.

4) Aplicarea materialelor compozite cu fibre piezoelectrice au o reducere structurală a vibrațiilor, materialele compozite cu fibre piezoelectrice pot fi proiectate din driverul de detectare și aplicate la identificarea răspunsului în frecvență a fasciculului. Acest material este utilizat în sistemul de amortizare al cozii verticale a aeronavei pentru a suprima vibrația generată în timpul zborului și pentru a testa performanța compozitului de fibre piezoelectrice în controlul activ al vibrației cozii. Rezultatele testelor arată că materialul are performanțe bune de detectare și de conducere, iar efectul de amortizare este mai bun decât cel al traductoarelor piezo-ceramice.

5) Aplicarea traductorului ceramic cilindric cu ultrasunete în tehnologia autoalimentată a dispozitivelor microelectronice. Datorită caracteristicilor unice de conversie electromecanică ale materialelor piezoelectrice, multe colectoare de energie folosesc materiale (elemente) piezoelectrice ca componente de conversie a energiei și de ieșire. Prin combinarea cu alte mecanisme materiale, materialele piezoelectrice pot, de asemenea, converti alte forme de energie decât energia mecanică în producție de energie electrică pentru mai multe forme de colectare a energiei. Materialele piezoelectrice din structurile flexibile sunt utilizate pe scară largă în vibrații, măsurare și control la o viteză crescândă datorită proprietăților lor unice. Pe partea de detectare și control a structurilor inteligente cu un sistem integrat de control, sunt utilizate materiale piezoelectrice. Monitorizarea exactă a răspunsului a structurii flexibile poate fi obținută cu ușurință, astfel încât să poată fi controlată eficient.

6) Transformatorul piezoelectric este un dispozitiv electronic solid bazat pe efectul piezoelectric. Utilizează efectul piezoelectric pozitiv și efectul piezoelectric invers al materialului ceramic piezoelectric pentru a finaliza conversia reciprocă între energia mecanică și energia electrică și pentru a realiza conversia de înaltă și joasă tensiune. Una dintre cele mai tipice aplicații ale transformatoarelor piezoelectrice este acționarea CCFL (lampa fluorescentă cu catod rece). Convertorul DC-DC este mult mai ușor decât transformatorul electromagnetic tradițional, iar densitatea și eficiența energiei pot fi mult îmbunătățite. Transformatorul electric are avantajele densității mari de putere, izolarea curentului ridicat, interferența electromagnetică scăzută etc. și poate înlocui transformatorul electromagnetic în unele domenii de aplicare. Utilizați pe deplin avantajele sale, nu numai că puteți realiza miniaturizarea convertorului, ci și rezolvați existența în electronica de putere. Probleme de interferență electromagnetică (EMI).

7) Actuatoarele piezoelectrice sunt dispozitive care folosesc efecte mecanice inverse pentru a forma acționări sau comenzi mecanice. Deoarece traductoarele piezoelectrice polarizate cu ultrasunete au avantajele unui răspuns rapid, precizie ridicată și anti-interferență, dispozitivul de conducere și control construit de corpul piezoelectric are o structură simplă și o reacție rapidă. Dispozitivul piezoelectric de conducere și control care a fost dezvoltat în prezent include în principal un motor cu ultrasunete și o precizie etc. și au fost aplicate cu succes în multe domenii precum apărare, biomedicină și optoelectronică.

Rolul materialelor piezoelectrice în sistemele inteligente de materiale, cum ar fi actuatoarele piezo-ceramice, care pot fi utilizate și ca senzori în sistemele și structurile inteligente de materiale. Deoarece ceramica piezoelectrică și polimerii piezoelectrici sunt semnale electrice măsurabile pentru solicitările aplicate. O aplicație importantă a fibrelor piezoelectrice este fabricarea compozitelor din fibre piezoelectrice (PFC), care sunt o combinație de detectare și antrenare. Structura adaptivă a sistemelor și structurilor de materiale inteligente este una dintre caracteristicile care pot fi adaptate. este realizarea formei structurale și controlul vibrațiilor. Acest lucru este vital pentru aviație și nave spațiale. Compozitele din fibre piezoelectrice (PFC) oferă un material bun pentru structurile adaptive. Pe lângă aplicațiile de reducere a zgomotului amortizat, pentru a realiza miniaturizarea senzorilor și driverelor și pentru a realiza forme complexe, este de dorit să se încorporeze tehnologii în industria semiconductoarelor, cum ar fi litografia. Pentru a face litografia ușor de realizat pe elementele de disc piezoelectrice, este posibil să se încorporeze un material polimeric ușor de reparat cu raze ultraviolete într-un proces de turnare a benzii ceramice, care poate fi utilizat într-o structură ceramică laminată pregătită printr-un sistem de materiale inteligent. Combinația de funcții de detectare și de antrenare cu sistemul de control poate fi utilizată pentru a depune un film ceramic electronic pe un circuit integrat de siliciu.

Materialele piezoelectrice au fost utilizate pe scară largă în domeniul informației, al biologiei, al armatei și al energiei noi. Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei moderne, îmbunătățirea continuă a tehnologiei materialelor piezoelectrice, se crede că materialele piezoelectrice se vor răspândi în fiecare colț al vieții de zi cu zi a oamenilor. În plus, tehnologia de pregătire și dezvoltarea aplicațiilor materialelor piezoelectrice vor continua să fie un subiect fierbinte de îngrijorare.