Mikä on pietsosähköinen keramiikka
Pietsosähköistä keramiikkaa viittaavat polykiteisiin, jotka muodostuvat oksideja sekoittamalla (zirkonia, lyijyoksidia, titaanioksidi, jne.) korkean lämpötilan sintrauksen ja kiinteän faasin reaktion jälkeen, ja saamaan niistä pietsosähköisen vaikutuksen tasajännitteen polarisaatiokäsittelyn avulla. Yleinen termi ferrosähköiselle keramiikalle, se on toiminnallinen keraaminen materiaali, joka voi muuntaa mekaanista energiaa ja sähköenergiaa toisiinsa.
Pietsosähköistä keramiikkaa ovat luokka elektronisia keraamisia materiaaleja, joilla on pietsosähköisiä ominaisuuksia. Suurin ero tyypillisistä pietsosähköisistä kvartsikiteistä, jotka eivät sisällä ferrosähköisiä komponentteja, on se, että niiden pääkomponentit muodostavat kidefaasit ovat kaikki ferrosähköisiä rakeita.
Luokitus Pietsosähköinen keramiikka
Kiderakenteen pääkomponenttien mukaan, pietsosähköinen keramiikka voidaan jakaa perovskiittityyppiin, volframipronssi tyyppi, vismuttikerroksinen tyyppi ja pyrokloorityyppi.
Komponenttityyppien mukaan, pietsosähköinen keramiikka voidaan jakaa yksikköjärjestelmiin, binäärijärjestelmät, kolmiosaiset järjestelmät ja monielementtijärjestelmät.
Pietsosähköinen keramiikka valmistusprosessi
Varsinaisessa tuotannossa käytettävän pietsosähköisen keramiikan valmistusprosessi sisältää yleensä useita tärkeitä prosesseja, kuten panostuksen, kuulajyrsintä, esisintraus, muovaus, muovin poisto, sintraus, ja polarisaatio.
Esipolttoolosuhteet sisältävät lämpötilan, lämmitysnopeus, pitoaika, lämpötilan tasaisuus, tunnelmaa, ainesosien tiheys, jne.;
Muoviset purkausolosuhteet sisältävät lämmitysnopeuden, pitoaika, tunnelmaa;
Uusia muovausmenetelmiä ovat painemuovaus, muovin muovaus ja lietteen muovaus;
Sintrausolosuhteet sisältävät sintrauslämpötilan, lämmitysnopeus, pitoaika, jäähdytysnopeus, jäähdytysmenetelmä ja vastaavat.
Pietsosähköisen keramiikan käsittelyprosessi – leikkaus
https://www.youtube.com/watch?v=u6ERADRgwR0
Sovellus Pietsosähköinen keramiikka
Pietsosähköistä keramiikkaa ovat informaatiofunktionaalisia keraamisia materiaaleja, jotka voivat muuntaa mekaanista energiaa ja sähköenergiaa toisiinsa. Pietsosähkön lisäksi, pietsosähköisellä keramiikalla on myös dielektrisiä ominaisuuksia, joustavuus, jne., ja niitä on käytetty laajalti lääketieteellisessä kuvantamisessa, akustiset anturit, akustiset muuntimet, ultraäänimoottorit, jne.
Sen lisäksi, että sitä käytetään korkean teknologian aloilla, Pietsosähköistä keramiikkaa käytetään myös laajasti jokapäiväisessä elämässä. Esimerkiksi, ympärillämme on monia ystäviä, jotka tupakoivat. normaaleissa olosuhteissa, heillä on sytytin taskussaan. Suurin osa yleisesti käytetyistä sytyttimistä sytytetään pietsosähköisellä keramiikalla kärkipurkauksen kautta.
Yleisesti ottaen, pietsosähköisen keramiikan käyttö voidaan jakaa taajuussäätöön, anturin anturit ja optoelektroniset laitteet.
1. Pietsosähköinen keraaminen taajuudensäätölaite
Pietsosähköiset taajuudensäätölaitteet sisältävät suodattimia, resonaattorit ja viivelinjat, jne. Näitä laitteita käytetään tuplauskoneissa, mikrotietokoneet, väritelevision viivepiirit, ja vastaavat. Pietsosähköiset keraamiset levyt (pietsosähköiset vibraattorit) tuottaa tietyn taajuuden mekaanisia värähtelyjä ulkoisen vaihtojännitteen vaikutuksesta.
Yleisesti, tämän värähtelyn amplitudi on pieni, mutta kun syötetyn jännitteen taajuus on sama kuin pietsosähköisen vibraattorin luonnollinen mekaaninen värähtelytaajuus, syntyy resonanssia, ja amplitudi kasvaa huomattavasti. Tällä hetkellä, vaihtuva sähkökenttä synnyttää jännitystä käänteisen pietsosähköisen vaikutuksen kautta, ja jännitys tuottaa virtaa positiivisen pietsosähköisen vaikutuksen kautta.
Pietsosähköisten vibraattorien ominaisuuksien käyttö, erilaisia suodattimia, resonaattorit, jne. voidaan valmistaa, joilla on hyvä taajuusstabiilisuus, korkean tarkkuuden, laaja taajuusalue, pieni koko, ei kosteuden imeytymistä, ja pitkä elämä, erityisesti monikanavaisissa viestintälaitteissa. Se voi parantaa häiriönestokykyä, joten se on korvannut huomattavan osan sähkömagneettisista oskillaattoreista ja suodattimista, ja tämä suuntaus on edelleen kehittymässä.
2. Pietsosähköinen muunnin
Pietsosähköiset muuntimet käyttävät pietsosähköisen keramiikan pietsosähköistä vaikutusta ja käänteistä pietsosähköistä vaikutusta sähköenergian ja äänienergian keskinäisen muuntamisen toteuttamiseen. Pietsosähköinen ultraäänianturi on yksi niistä, joka on vedenalainen akustinen laite, joka lähettää ja vastaanottaa ultraääniaaltoja veden alla.
Ääniaaltojen vaikutuksesta, vedessä oleva pietsosähköinen muunnin indusoi varauksia anturin molemmissa päissä, joka on ääniaallon vastaanotin; jos pietsosähköiseen keraamiseen levyyn kohdistetaan vaihtuva sähkökenttä, Keraaminen levy joskus ohenee Joskus se paksunee, ja samalla, se värisee ja lähettää ääniaaltoja. Tämä on ultraäänilähetin.
Pietsosähköisiä muuntimia käytetään laajalti myös vesiliikenteessä, valtameren havaitseminen, tarkkuusmittaus, ultraäänipuhdistus, kiinteiden vikojen havaitseminen, lääketieteellinen kuvantaminen, ultraäänidiagnoosi, ja sairauksien ultraäänihoito teollisuudessa. Toinen nykypäivän pietsosähköisten ultraääniantureiden sovellusalue on telemetria- ja kauko-ohjausjärjestelmät, ja sen erityisiä sovellusesimerkkejä ovat pääasiassa pietsosähköiset keraamiset summerit, pietsosähköiset sytyttimet, ja ultraäänimikroskoopit.
3. Sovellukset optoelektroniikassa
Pietsosähköisen vaikutuksen lisäksi, pietsosähköisellä keramiikalla on myös pyrosähköinen vaikutus, valoelastisuus ja valosähköinen vaikutus. Sovelluksia tähän liittyen ovat mm: valomodulaattorit, valoventtiilit, sähköoptiset näytöt, optinen tiedon tallennus, kuvien tallennus ja näyttö, ja elektronisesti ohjatut polykromaattiset suodattimet. Läpinäkyvää ferrosähköistä keramiikkaa (PLZT) on arvokasta uutta elektronista materiaalia, joka avaa pietsosähköisten keraamisten materiaalien kehittämisen sähköoptisissa sovelluksissa. Laaja valikoima ja alhaiset kustannukset.
4. Pietsosähköinen ohjain
Pietsotoimilaitteet on valmistettu pietsosähköisestä keraamisesta materiaalista lyijyzirkonaattititanaatista (PZT). Jos käytetään yksilevyistä pietsosähköistä keraamista PZT:tä, molempiin päihin on kytkettävä 5KV jännite, jotta saadaan noin n 10 mikronia 1 cm:n paksuiselle PZT:lle. Tällaisen korkean jännitteen kytkeminen PZT:hen voi aiheuttaa eristeen rikkoutumisen ja mekaanisen vaurion.
Koska pietsosähköisen keramiikan muodonmuutoksen määrä on riippumaton paksuudesta, pinottu pietsosähköinen toimilaite on kehitetty. Pietsosähköisestä keramiikasta valmistetaan erittäin ohuita levyjä (0.05 mm pietsosähköisiä keraamisia levyjä voidaan valmistaa nyt), ja useita pietsosähköisiä keraamisia substraatteja on kytketty sarjaan mekaanisesti, rinnakkain piirissä, ja sitten sintrattu yhteen.
Tällä tavalla, suuri käyttösiirtymä saadaan aikaan kohdistamalla siihen useiden satojen volttien jännite. Sovelluksissa, joustavat saranarakenteet pienellä tilavuudella, ei mekaanista kitkaa, ei selvitystä, ja korkea liikeherkkyys on myös kehitetty siirtymän vahvistusta varten.
5. Mikro paikannin
Mikroasennoijia käytetään pääasiassa paikannusohjaukseen mikronin ja alimikronin tarkkuudella, kuten optisten instrumenttien tuotanto, optinen kuitutelakka, korkean tarkkuuden kolmiulotteiset mikro-liikkuvat pöydät, korkean tarkkuuden koneistus ja tunnelivaikutusten tutkimus.
Paikannustekniikassa, perinteiset paikannuslaitteet, kuten vierivät tai liukuvat ohjauskiskot, tarkkuus kierukkamaiset kiilamekanismit, turbiini-nokkamekanismit, vaihdevipumekanismit ja muut mekaaniset mikrosiirtymäkäytöt muodostavat paikannusmekanismin, suurten rakojen ja kitkan vuoksi, joten erittäin tarkkaa paikannusta ei voida saavuttaa.
Pietsosähköisten toimilaitteiden käyttö yhdistettynä joustaviin saranavahvistusmekanismeihin voi voittaa edellä mainitut puutteet ja saavuttaa erittäin tarkan paikantamisen mikronanotasolla.
6. Ultraääni moottori
Ultraäänimoottori on uudenlainen moottori, jota ohjaavat pietsosähköiset keraamiset materiaalit. Vaihtelevan sähkökentän alla, keramiikka tuottaa venytysilmiön. Kun tietyntyyppinen ultraäänitaajuuden värähtely ja vaihtelu kiihtyy elastiseen runkoon, elastisen kappaleen pinta työntää sen kanssa kosketuksessa olevaa esinettä kitkavoiman avulla.
Yleensä muuntamalla ja yhdistämällä erilaisia värähtelytiloja, pietsosähköinen moottori voi muuntaa pietsosähköisen rungon yksinkertaisen venytystilan tarvittavaksi ajomoodiksi, jota voidaan käyttää pyörivän tai lineaarisen liikkeen tuottamiseen.
7. Aktiivinen tärinänhallinta
Aktiivinen tärinänhallinta hyödyntää pietsosähköisen keramiikan älykästä toimintaa (pietsosähköinen keramiikka ei pysty tunnistamaan vain kohinasignaaleja, mutta myös lähettää akustisia signaaleja vastakkaisilla vaiheilla ja yhtä intensiteetillä kohinasignaalin kanssa peruuttaakseen kohinatoiminnon), sitä käytetään pääasiassa lentokoneissa, sukellus Veneiden ja sotilasajoneuvojen aktiivinen melunhallinta on erittäin hyödyllinen huipputeknologia ja sillä on tärkeä rooli tulevaisuuden sotilaskentällä.
8. Ultraääni lääketieteellinen hoito
Yleisimmin käytetty pietsosähköinen ultraäänilaite on B-tyypin ultraäänidiagnostiikkalaite. Tässä diagnostisessa instrumentissa käytetään pietsosähköisestä keramiikasta valmistettua ultraäänigeneraattoria.
Sen lähettämät ultraääniaallot välittyvät ihmiskehoon, ja kehon eri kudoksilla on erilaiset heijastus- ja lähetysvaikutukset ultraääniaalloille. Pietsosähköinen keraaminen vastaanotin muuntaa heijastuneet ultraääniaallot sähköisiksi signaaleiksi, ja näytetään näytöllä, jonka mukaan asema, kunkin sisäelimen koko ja leesioiden olemassaolo tai puuttuminen voidaan nähdä. B-tyypin ultraäänitutkimusta käytetään yleensä sisäelinten sairaiden kudosten tarkistamiseen (kuten massa, jne.).
Pietsosähköistä keramiikkaa voidaan käyttää myös ultraäänihoidossa. Kun ihmiskehoon saapuva ultraääniaalto saavuttaa tietyn intensiteetin, se voi saada tietyn osan ihmiskehosta lämpenemään ja värähtelemään hieman, joka voi toimia hieronnan ja hieronnan roolissa, ja saavuttaa hoidon tarkoitus, kuten nivelten hoitoon, lihasten ja muiden pehmytkudosten vammat ja rasitukset. Lisäksi, Ultraääntä voidaan käyttää myös ruumiinkivien murskaamiseen, kuten sappikivet, munuaiskiviä, virtsateiden kivet, jne.
Lyhyesti, pääasiallisena toiminnallisena materiaalina nykyaikaisessa teollisessa tuotannossa, pietsosähköistä keramiikkaa suosivat monet korkean teknologian teollisuudenalat, kuten elektroniikkatekniikka, ilmailu, biologista tutkimusta, jne. Uskotaan, että asiaankuuluvan teknisen tason parantuessa, Pietsosähköisten keraamisten materiaalien laatua parannetaan entisestään ja niitä sovelletaan useammilla teollisuudenaloilla, materiaalien kehittämisen edistäminen omien etujensa kautta.
