Застосування високотемпературних п'єзоелектричних керамічних матеріалів

1) Статус дослідження високотемпературних п'єзоелектричних керамічних матеріалів: SiO2 є одним із найперших п'єзоелектричних матеріалів, що застосовуються в пристроях. Завдяки своїй стабільній резонансній частоті та хорошій температурній стабільності він широко використовується у виробничому контролі та управлінні всіма системами зв’язку. У таких компонентах, як годинники, мікропроцесори тощо. Цитрат вісмуту свинцю (PN) має структуру вольфрамової бронзи, низьке значення механічного коефіцієнта якості (Qm), високе співвідношення d33 до d31 і широко використовується в неруйнівному контролі (NDT) і медичній діагностиці. Ніобат літію (LiNbO3) і ніобат літію (LiTaO3) схожі за структурою та характеристиками, і їх часто називають кристалами типу ніобату літію. Завдяки хорошим п’єзоелектричним, піроелектричним, сегнетоелектричним, електрооптичним і нелінійним оптичним властивостям, він широко використовується для виготовлення високотемпературних перетворювачів, фільтрів, піроелектричних інфрачервоних детекторів, лазерних модуляторів і різноманітних функціональних пристроїв, таких як помножувачі частоти.

2) П’єзоелектрична кераміка насправді є поляризованою сегнетоелектричною керамікою з п’єзоелектричним ефектом, яка є п’єзокерамічним п’єзоциліндровим керамічним перетворювачем із взаємним перетворенням механічної та електричної енергії. Використовуючи п’єзоелектричну кераміку для перетворення зовнішніх сил в електричну енергію, можна виготовляти п’єзоелектричні запальники, мобільні рентгенівські джерела живлення та детонатори снарядів; П'єзоелектрична кераміка може бути використана для перетворення ультразвукової енергії в ультразвукові коливання, які можна використовувати для визначення положення підводної риби. І форму, неруйнівний контроль металу, ультразвукове очищення також можна зробити в різноманітних ультразвукових фрезах, зварювальному обладнанні та паяльнику, обробці пластмас і навіть металу. П'єзоелектрична кераміка дуже чутлива і може перетворювати надзвичайно слабку механічну вібрацію в електричні сигнали. Чутливість може навіть відчути занепокоєння літаючих комах, які махають крилами на відстані більше десяти метрів. Його можна використовувати для гідролокаційних систем, метеорологічного виявлення, телеметрії навколишнього середовища, прогнозування землетрусів.

3) П’єзоелектричні полімери п’єзоелектричних дискових керамічних перетворювачів вважаються ідеальними матеріалами для роботизованих датчиків. Має характеристики зносостійкості, невеликої ваги, високої чутливості, низького акустичного опору, легкої фіксації на складних поверхнях, низької ціни та широкого діапазону частот. Датчики, які використовують п’єзоелектричні функції, включають тактильні датчики, датчики прискорення та датчики наближення (датчики відстані). Датчики, які використовують піроелектричні функції, включають датчики наближення (датчики безпеки), датчики контакту (розподілені), датчики ідентифікації матеріалів та інфрачервоні камери.

4) Застосування п’єзоелектричних волоконних композитних матеріалів має структурне зменшення вібрації, п’єзоелектричні волокнисті композитні матеріали можуть бути розроблені з сенсорного драйвера та застосовані до ідентифікації частотної характеристики променя. Цей матеріал використовується в системі амортизації вертикального хвоста літака, щоб придушити вібрацію, що виникає під час польоту, і перевірити ефективність композиту з п’єзоелектричного волокна в активному контролі вібрації хвоста. Результати випробувань показують, що матеріал має хороші характеристики чутливості та керування, а ефект демпфування кращий, ніж у п’єзокерамічних перетворювачів.

5) Застосування ультразвукового циліндричного керамічного перетворювача в автономній техніці мікроелектронних пристроїв. Завдяки унікальним характеристикам електромеханічного перетворення п’єзоелектричних матеріалів багато енергозбиральних машин використовують п’єзоелектричні матеріали (елементи) як компоненти для перетворення енергії та виведення. Поєднуючись з іншими матеріальними механізмами, п’єзоелектричні матеріали також можуть перетворювати форми енергії, відмінні від механічної енергії, на вихід електричної енергії для багатьох форм збору енергії. П’єзоелектричні матеріали в гнучких конструкціях широко використовуються у вібрації, вимірюванні та управлінні зі зростаючою швидкістю завдяки своїм унікальним властивостям. На стороні чутливості та керування розумними структурами з інтегрованою системою керування використовуються п’єзоелектричні матеріали. Можна легко отримати точний моніторинг відповіді гнучкої конструкції, щоб нею можна було ефективно керувати.

6) П'єзоелектричний трансформатор - це твердотільний електронний пристрій на основі п'єзоелектричного ефекту. Він використовує позитивний п’єзоелектричний ефект і зворотний п’єзоелектричний ефект п’єзоелектричного керамічного матеріалу для завершення взаємного перетворення між механічною енергією та електричною енергією та реалізації перетворення високої та низької напруги. Одним із найбільш типових застосувань п’єзоелектричних трансформаторів є керування CCFL (люмінесцентна лампа з холодним катодом). Перетворювач DC-DC набагато легший за традиційний електромагнітний трансформатор, а щільність енергії та ефективність можна значно покращити. Електричний трансформатор має такі переваги, як висока щільність потужності, висока струмова ізоляція, низькі електромагнітні перешкоди тощо, і може замінити електромагнітний трансформатор у деяких сферах застосування. Повністю скористайтеся його перевагами, щоб не тільки реалізувати мініатюризацію перетворювача, але й вирішити існування в силовій електроніці. Проблеми з електромагнітними перешкодами (EMI).

7) П'єзоелектричні приводи - це пристрої, які використовують механічні зворотні ефекти для формування механічних приводів або елементів керування. Оскільки ультразвукові поляризовані п’єзоперетворювачі мають такі переваги, як швидка реакція, висока точність і захист від перешкод, пристрій керування та керування, створений п’єзоелектричним корпусом, має просту структуру та швидку реакцію. Розроблений на даний момент п’єзоелектричний пристрій приводу та керування включає в себе в основному ультразвуковий двигун і прецизійний пристрій тощо, і успішно застосовується в багатьох галузях, таких як оборона, біомедицина та оптоелектроніка.

Роль п’єзоелектричних матеріалів у системах розумних матеріалів, таких як п’єзокерамічні приводи, які також можна використовувати як датчики в системах і структурах розумних матеріалів. Оскільки п'єзоелектрична кераміка та п'єзоелектричні полімери є вимірними електричними сигналами для прикладених напруг. Важливим застосуванням п’єзоелектричних волокон є виготовлення п’єзоелектричних волоконних композитів (PFC), які є комбінацією датчиків і керування. Адаптивна структура систем і структур з інтелектуальних матеріалів є однією з особливостей, які можна адаптувати. Це реалізація структурної форми та контролю вібрації. Це життєво важливо для авіації та космічних кораблів. П'єзоелектричні волокнисті композити (PFC) є хорошим матеріалом для адаптивних структур. Окрім програм зменшення шуму, щоб досягти мініатюризації датчиків і драйверів і створювати складні форми, бажано використовувати технології в напівпровідниковій промисловості, такі як літографія. Щоб полегшити виконання літографії на елементах п’єзоелектричного диска, можна включити полімерний матеріал, який легко ремонтувати за допомогою ультрафіолетових променів, у процес лиття керамічної стрічки, який можна використовувати в структурі керамічного ламінату, підготовленої за допомогою інтелектуальної системи матеріалів. Комбінацію сенсорних і керуючих функцій із системою керування можна використовувати для нанесення електронної керамічної плівки на кремнієву інтегральну схему.

П'єзоелектричні матеріали знайшли широке застосування в інформаційній, біологічній, військовій та новій енергетиці. З розвитком сучасної науки і техніки, безперервним удосконаленням технології п’єзоелектричних матеріалів, вважається, що п’єзоелектричні матеріали поширяться на кожен куточок повсякденного життя людей. Крім того, технологія приготування та розробка застосування п’єзоелектричних матеріалів залишатимуться гарячою темою для занепокоєння.