Piezoelektriska egenskaper hos vanliga piezoelektriska keramer och piezoelektriska material

 

Piezoelektrisk keramik är konstgjorda polykristallina piezoelektriska material. Kristallkornen inuti materialet har många spontant polariserade elektriska domäner, som har en viss polarisationsriktning, så att det blir ett elektriskt fält. När det inte finns något externt elektriskt fält är de elektriska domänerna slumpmässigt fördelade i kristallen, deras respektive polarisationseffekter upphävs och den interna polariseringen av den piezoelektriska keramen är noll. Därför är den ursprungliga piezoelektriska keramiken neutrala och har inte piezoelektriska egenskaper.

 

När ett externt elektriskt fält appliceras på keramen, roteras polarisationsriktningen för de elektriska domänerna och tenderar att arrangeras enligt riktningen för det externa elektriska fältet, så att materialet polariseras. Ju starkare det externa elektriska fältet är, desto fler elektriska domäner vrids mer exakt till riktningen för det externa elektriska fältet. Låt intensiteten hos det externa elektriska fältet vara tillräckligt stor för att mätta materialets polarisering, det vill säga när polarisationsriktningen för den elektriska domänen överensstämmer med riktningen för det externa elektriska fältet, när det externa elektriska fältet tas bort, ändras polarisationsriktningen för den elektriska domänen i princip, det vill säga den återstående polen När styrkan är mycket hög har materialet piezoelektriska egenskaper.

 

Gemensam ultraljud piezoelektrisk keramik :

(1) Bariumtitanat (BaTiO3) piezoelektrisk keramik

Den har hög piezoelektrisk koefficient och dielektrisk konstant, och dess mekaniska styrka är inte lika bra som kvarts.

 

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

Den piezoelektriska koefficienten är hög, och förändringarna av olika elektromekaniska parametrar med temperatur, tid och andra yttre förhållanden är små. Att lägga till ett eller två spårämnen till basen av blyzirkonattitanat kan erhålla PZT-material med olika egenskaper.

 

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

Med en hög piezoelektrisk koefficient kan den fortsätta arbeta under tryck upp till 700 kg/cm2 och kan användas som kraftsensor vid hög temperatur.

 

Piezoelektriskt material:

Piezoelektrisk halvledare

Inklusive zinksulfid, kadmiumsulfid, zinkoxid, kadmiumsulfid

Den har både piezoelektriska och halvledaregenskaper

Organiska polymera piezoelektriska material:

En är högmolekylär polymer

Fördelar med polyvinylidenfluorid (PVF2), polyvinylklorid (PVC) och polyvinylfluorid: mjuk textur, hög draghållfasthet och slaghållfasthet. Den andra typen är polymerföreningen dopad med bariumtitanat (BaTiO3)

 

 

1. Ingredienser: Genomför förbearbetning av material, ta bort orenheter och fukt och väg sedan olika råvaror piezokeramisk skiva enligt formelförhållandet. Observera att en liten mängd tillsatser ska placeras i mitten av de stora ingredienserna.

 

2. Blandning och malning: Syftet är att blanda och mala olika råmaterial för att förbereda förhållanden för fastfasreaktionen vid förkalcinering. I allmänhet används torrslipning eller våtslipning. Torrmalning kan användas för små satser, och omrörande kulmalning eller jetmalning kan användas för stora satser, med hög effektivitet.

 

3. Förbränning: Syftet är att utföra fast-tillståndsreaktion av olika råmaterial vid hög temperatur för att syntetisera piezoelektrisk keramik. Denna process är mycket viktig. Det kommer att direkt påverka sintringsförhållandena och slutproduktens prestanda.

 

4. Sekundär finslipning: Syftet är att fint vibrera, blanda och mala det förbrända piezoelektriska keramiska pulvret för att lägga en solid grund för porslinets enhetliga prestanda.

 

5. Granulering: Syftet är att få pulvret att bilda granuler med hög densitet med god flytbarhet. Metoden kan utföras manuellt men effektiviteten är låg. Den nuvarande effektiva metoden är att använda spraygranulering. Denna process innefattar tillsats av lim.

 

6. Formning: Syftet är att pressa det granulerade materialet till ett ämne av önskad prefabricerad storlek.

 

7. Plasttömning: Syftet är att avlägsna bindemedlet som tillsatts under granuleringen från ämnet.

 

8. Sintring till porslin: Ämnet förseglas och sintras till porslin vid hög temperatur. Denna länk är mycket viktig.

 

9. Formbearbetning: Malning av den brända produkten till önskad färdig produktstorlek.

 

10. Elektrod: Placera den övre ledande elektroden på den erforderliga keramiska ytan. De allmänna metoderna inkluderar inbränning av silverskikt, kemisk avsättning och vakuumbeläggning.

 

11. Högspänningspolarisering: gör de elektriska domänerna inuti keramiken inriktade så att keramiken har piezoelektriska egenskaper.

 

Tolv. Åldringstest: Efter att keramikens prestanda är stabil, kontrollera olika indikatorer för att se om de förväntade prestandakraven har uppfyllts.

 

I jämförelse, undervattens piezoelektriska keramiska givare har stark piezoelektricitet, hög dielektricitetskonstant, och kan bearbetas till former, men har låga mekaniska kvalitetsfaktorer, stora elektriska förluster och dålig stabilitet, så de är lämpliga för högeffektsgivare och bredbandsfilter och andra applikationer, men inte idealiska för högfrekventa, hög stabilitetstillämpningar. Piezoelektriska enkristaller som kvarts har svag piezoelektricitet, låg dielektricitetskonstant och storleksbegränsningar på grund av begränsningar av skärtyp, men de har hög stabilitet och höga mekaniska kvalitetsfaktorer. De används mestadels som oscillatorer för standardfrekvenskontroll, hög selektivitet (flera Det är ett högfrekvent smalt bandpass) filter och en högfrekvent, högtemperatur ultraljudsgivare, etc.