Новини

Ви тут: додому / Новини / Основи п'єзоелектричної кераміки / Застосування п'єзоелектричних матеріалів і п'єзоелектричних ефектів

Застосування п'єзоелектричних матеріалів і п'єзоелектричні ефекти

Перегляди: 2 Автор: Редактор сайту Час публікації: 2019-09-24 Походження: Сайт

Запитуйте

Швидкий розвиток світової економіки призвів до різкого зростання споживання енергії. З виснаженням невідновлюваних джерел енергії та захистом навколишнього середовища країни енергійно розвивають екологічно чисту енергетику. Чиста енергія, така як світло, вітер і сонячна енергія, поступово спричиняє
П’єзоелектричний ефект можна використовувати для виробництва електроенергії під тиском, оскільки він має переваги простої структури, відсутності тепла, відсутності електромагнітних перешкод, відсутності забруднення, легкого досягнення мініатюризації та інтеграції, а також з покращенням п’єзоелектричних властивостей п’єзоелектричних матеріалів. п'єзоелектричний дисковий перетворювач і нова силова електроніка. Використання пристроїв може задовольнити вимоги до потужності продуктів з низьким енергоспоживанням і стати однією з гарячих точок поточних досліджень.
.
1 Принцип п’єзоелектричного ефекту
Коли деякі діелектрики деформуються зовнішніми силами в певному напрямку, при цьому виникає внутрішня поляризація, на двох протилежних поверхнях п’єзокристала виникають позитивні та негативні заряди. Це явище називається п'єзоелектричним ефектом. П'єзоелектричний ефект поділяється на позитивний п'єзоелектричний ефект і зворотний п'єзоелектричний ефект. Так званий позитивний п'єзоелектричний ефект відноситься до ефекту діелектризації середовища під дією механічних навантажень і заряджання поверхні. І навпаки, коли електричне поле прикладено поза кристалом, кристал, на який впливає електричне поле, зазнає механічної деформації, яка називається зворотним п’єзоелектричним ефектом.

2 Класифікація п’єзоелектричних матеріалів
П’єзоелектричні матеріали пережили кілька віх у кристалах кварцу, п’єзоелектричній кераміці, п’єзоелектричних полімерах і п’єзоелектричних композитах. Коротко представлено основні види п’єзоелектричних матеріалів.

1) Кристал п'єзоелектричної кераміки.
П’єзоелектричні кристали — це матеріали, які використовуються для раннього п’єзоелектричного ефекту, головним чином кварцовий кристал (SiO2), водорозчинний п’єзоелектричний кристал (тартрат натрію калію) і кристал ніобату літію. Завдяки стабільній продуктивності п'єзоелектричного монокристала вартість висока. Тільки для стандартних приладів або датчиків з високими вимогами до точності. Розвиток технології п’єзоелектричної кераміки поступово замінив тенденцію вищезгаданих матеріалів. Проте в останні роки вчені з різних країн провели велику роботу по розробці нових кристалічних п'єзоелектричних матеріалів. В даний час монокристалічний п'єзоелектрик Було розроблено п’єзокерамічний диск з максимумом 2600 пк/Н і k33 до 0,95, а його щільність зберігання енергії може досягати 130 Дж/кг, що більш ніж у 10 разів перевищує щільність зберігання п’єзоелектричної кераміки. Дослідження процесу виробництва п’єзоелектричних матеріалів були проведені, і успіх масового виробництва, безумовно, розширить подальше застосування п’єзоелектричних матеріалів.

2) П'єзоелектричний матеріал на основі PbTiO3.
П’єзоелектричні матеріали PbTiO3 (відомі як PT) широко використовуються у виготовленні високочастотних і високотемпературних п’єзоелектричних керамічних компонентів. В даний час на цьому матеріалі проводяться деякі дослідження, головним чином у підготовці нанопорошку PbTiO3, включаючи виробництво сировини, методи виробництва та виробничі процеси. Різноманітність сировини та постійне оновлення виробничих процесів призвели до постійного покращення продуктивності PbTiO3. В даний час матеріал широко використовується в датчиках, ультразвуковому та промисловому неруйнівному контролі.

3) П'єзокераміка.
П'єзокераміка - це штучно виготовлені полікристалічні п'єзоелектричні матеріали. Розвиток технології обробки дозволив зменшити розмір п’єзоелектричної кераміки до субмікронних, так що підкладку можна зробити тоншою та з’явитися дрібнозерниста п’єзокераміка. Цей матеріал збільшує частоту решітки та зменшує втрати в решітці, але також зменшує вплив п’єзоелектричного ефекту. Розвиток нанотехнологій покращив п’єзоелектричний ефект дрібнозернистої п’єзокераміки, і її п’єзоелектричний ефект можна порівняти з ефектом крупнозернистої п’єзокераміки. В даний час дослідження і розробки п'єзоелектричних керамічних матеріалів викликають занепокоєння всіх країн.

4) Високополімерні композити.
Дослідження п’єзоелектричних полімерних композитів почалися на початку 1970-х років. З точки зору використання п’єзоелектричні полімери можна класифікувати на п’єзоелектричні пластики, п’єзоелектричні каучуки, п’єзоелектричні смоли, п’єзоелектричні високополімерні композити та синтетичні поліпептиди. П'єзоелектричний пластик заснований на синтетичних або природних п'єзоелектричних полімерах, які можуть формуватися під час обробки, в той час як виріб може остаточно підтримувати постійну форму п'єзоелектричного полімеру. П'єзоелектричний каучук - це загальний термін для високоеластичних п'єзоелектричних полімерів. Загалом, усі п’єзоелектричні полімери з великим подовженням, міцністю на розтягування та пружністю в діапазоні температур від -130 °C до 150 °C пресуються в оброблений п’єзоелектричний полімер. Електричний каучук, зокрема, можна розділити на п’єзоелектричний силіконовий каучук, п’єзоелектричний фторкаучук тощо. П'єзоелектрична смола - це напівтвердий, твердий або псевдотвердий аморфний п'єзоелектричний полімер, прозорий або напівпрозорий, п'єзоелектрична п'єзоелектрична смола, така як нейлон-11, аморфний полярний змінний сополімер ціаніду - вінілацетату, поліпропілену, полікарбонату тощо. Потім розроблено п’єзоелектричний високополімерний композитний матеріал, який складається з двох або більше різних п’єзоелектричних матеріалів шляхом фізичного змішування або хімічного щеплення тощо, які є «довжиною до довжини» та мають кращі характеристики, ніж будь-який із них. Частіше використовується матеріал, PZT-епоксидна смола, керамо-полімерний п'єзоелектричний матеріал. Для п’єзоелектричних полімерів немає строгих обмежень, незалежно від того, чи є вони похідними від складу матеріалу чи форми готового продукту.

3 Застосування п’єзоелектричного ефекту
Технологія п’єзоелектричного ефекту широко використовується у виготовленні різноманітних перетворювачів, приводів і датчиків. Типовим прикладом застосування п'єзоелектричних ефектів у перетворювачах є застосування часових затримок електричного сигналу. У минулому лінія затримки, створена лінією передачі, була великою за обсягом, і втрати сигналу були великими під час передачі. П'єзоелектричний перетворювач прикріплений до перетворювача, що передає, і перетворювача, що приймає, на твердому середовищі, і електричний сигнал передається через зворотний п'єзоелектричний ефект. Сигнал перетворюється в акустичний сигнал і поширюється в твердому середовищі. Через деякий час акустичний сигнал перетворюється в електричний сигнал приймальним перетворювачем через позитивний п’єзоелектричний ефект, і завдання затримки сигналу виконано. Оскільки швидкість звукових хвиль у твердому середовищі на п’ять порядків менша, ніж швидкість електромагнітної хвилі, затримка сигналу може бути досягнута лише з невеликим твердим середовищем. Лінія затримки, виготовлена п'єзоелектричним перетворювачем, має такі характеристики, як малий об'єм, легка вага, стабільна продуктивність тощо, і відносно проста у виготовленні. За допомогою зворотного п'єзоелектричного ефекту можна виготовляти різні приводи. П'єзоелектричні приводи можна розділити на жорсткі приводи переміщення та резонансні приводи переміщення відповідно до різних методів керування. П'єзоелектричні приводи не вимагають передавального механізму і досягають високої точності регулювання переміщення. У той же час швидкість реакції висока, немає механічного розриву анастомозу, можна реалізувати контроль зміщення за напругою, а вихідна потужність велика, а енергоспоживання низьке. Китай досяг видатних результатів у цій галузі, таких як п’єзоелектричні ультразвукові двигуни, мікророботи та крихітні захвати. За допомогою п’єзоелектричного ефекту можна виготовляти різні датчики, наприклад п’єзоелектричні датчики тиску, ультразвукові датчики та п’єзоелектричні датчики прискорення.

П'єзоелектричні акселерометри характеризуються простотою конструкції, невеликими розмірами, малою вагою та тривалим терміном служби. Вони широко використовуються для вимірювання вібрації та ударів літаків, автомобілів, кораблів, мостів і будівель, особливо авіації, і мають особливий статус у галузі аерокосмічної промисловості. П’єзоелектричні датчики також можна використовувати для вимірювання тиску внутрішнього згоряння та вакууму, а також використовуються у військовій промисловості та біомедичних вимірюваннях. Крім того, п’єзоелектричні вимірювальні технології також можна використовувати для виготовлення різних вимірювальних приладів, таких як п’єзоелектричний гіроскоп і п’єзоелектричний витратомір, а також дискримінатори, п’єзоелектричні осцилятори, трансформатори, фільтри тощо, які виробляються у виробництві, побуті, наукових дослідженнях і національній обороні. п'єзо диск

З його унікальними перевагами, п'єзоелектричний ефект Технологія керамічних перетворювачів HIFU широко використовується в умовах зростаючого сучасного попиту на енергію. У цій статті п’єзоелектричні матеріали розглядаються з чотирьох аспектів: п’єзоелектричний кристал, п’єзоелектричний матеріал PbTiO3, п’єзоелектрична кераміка та високополімерний композит. Наведено застосування цієї технології в перетворювачах, приводах і датчиках. Я вірю, що розвиток п’єзоелектричних технологій принесе нам краще завтра. Забезпечити якість будівництва та зменшити кількість нещасних випадків у процесі будівництва. Впровадження нових технологій у процес будівництва може не тільки підвищити якість будівництва, але й підвищити безпеку процесу будівництва, наприклад, використання технології живого онлайн-випробувального обладнання.

4) Посилити технічне обслуговування будівельної техніки.
У довгостроковому використанні електроенергетичного будівельного обладнання на нього впливатиме промислове забруднення та забруднення навколишнього середовища. Щоб зменшити ці наслідки, перед будівництвом необхідно відповідним чином підготуватися. Наприклад, попередня корозійна обробка ізольованих проводів перед будівництвом або вибір ізоляторів із сильною здатністю проти забруднення та регулярне технічне обслуговування та обслуговування обладнання.