압전 세라믹이란?
압전 세라믹 산화물을 혼합하여 형성된 다결정체를 말한다. (지르코니아, 산화납, 산화 티탄, 등.) 고온 소결 및 고상 반응 후, 및 DC 고전압 분극 처리를 통해 압전 효과를 갖도록 합니다.. 강유전체 세라믹의 총칭, 기계적 에너지와 전기적 에너지를 서로 변환할 수 있는 기능성 세라믹 소재.
압전 세라믹 압전 특성을 가진 전자 세라믹 재료의 한 종류입니다.. 강유전성 성분을 포함하지 않는 일반적인 압전 석영 결정과의 주요 차이점은 주요 구성 요소를 구성하는 결정상이 모두 강유전성 입자라는 점입니다..
분류 압전 세라믹스
결정 구조의 주요 성분에 따르면, 압전 세라믹은 페로브스카이트 유형으로 나눌 수 있습니다., 텅스텐 청동 유형, 비스무트 적층형 및 파이로클로어형.
구성품의 종류에 따라, 압전 세라믹은 단위 시스템으로 나눌 수 있습니다, 바이너리 시스템, 삼항 시스템 및 다중 요소 시스템.
압전 세라믹 준비 과정
실제 생산에 사용되는 압전세라믹의 제조공정은 일반적으로 배칭(Batching)과 같은 몇 가지 중요한 공정을 포함한다., 볼 밀링, 예비 소결, 조형, 플라스틱 제거, 소결, 그리고 편광.
사전 소성 조건에는 온도가 포함됩니다., 가열 속도, 유지 시간, 온도 균일성, 대기, 성분의 밀도, 등.;
플라스틱 배출 조건에는 가열 속도가 포함됩니다., 유지 시간, 대기;
새로운 성형 방법에는 압력 성형이 포함됩니다., 플라스틱 성형 및 슬러리 성형;
소결 조건은 소결 온도를 포함합니다, 가열 속도, 유지 시간, 냉각 속도, 냉각 방법 등.
압전 세라믹의 가공 공정 – 절단
https://www.youtube.com/watch?v=u6ERADRgwR0
적용 압전 세라믹스
압전 세라믹 기계적 에너지와 전기적 에너지를 서로 변환할 수 있는 정보 기능성 세라믹 소재. 압전 외에도, 압전 세라믹에는 유전 특성도 있습니다., 탄력, 등., 의료 영상에 널리 사용되었습니다., 음향 센서, 음향 변환기, 초음파 모터, 등.
하이테크 분야에서 활용될 뿐만 아니라, 압전 세라믹은 일상 생활에서도 널리 사용됩니다.. 예를 들어, 우리 주변에는 담배를 피우는 친구들이 많다. 정상적인 상황에서, 그들은 주머니에 라이터를 가지고 있을 것이다. 일반적으로 사용되는 라이터의 대부분은 팁 방전을 통해 압전 세라믹에 의해 점화됩니다..
일반적으로 말하면, 압전 세라믹의 응용은 주파수 제어로 나눌 수 있습니다, 변환기 감지 및 광전자 장치.
1. 압전 세라믹 주파수 제어 장치
압전 주파수 제어 장치에는 필터가 포함됩니다., 공진기 및 지연 라인, 등. 이 장치는 더블링 머신에 사용됩니다., 마이크로컴퓨터, 컬러 TV 지연 회로, 그리고 같은. 압전 세라믹 시트 (압전 진동기) 외부 교류 전압의 작용으로 특정 주파수의 기계적 진동을 생성합니다..
In general, 이 진동의 진폭은 작다, 인가 전압의 주파수가 압전 진동자의 고유 기계적 진동 주파수와 같을 때, 공명이 일어날 것이다, 진폭이 크게 증가합니다. 이때, 교류 전기장은 역 압전 효과를 통해 변형을 생성합니다., 변형률은 양의 압전 효과를 통해 전류를 생성합니다..
압전 진동자의 특성을 이용하여, 다양한 필터, 공진기, 등. 제조할 수 있다, 주파수 안정성이 좋은 것, 높은 정밀도, 넓은 적용 가능한 주파수 범위, 작은 크기, 수분 흡수 없음, 그리고 장수, 특히 다중 채널 통신 장비에서. 간섭 방지 성능을 향상시킬 수 있습니다., 따라서 전자기 발진기 및 필터의 상당 부분을 대체했습니다., 그리고 이 추세는 여전히 발전하고 있습니다.
2. 압전 변환기
압전 변환기는 압전 세라믹의 압전 효과와 역 압전 효과를 사용하여 전기 에너지와 소리 에너지의 상호 변환을 실현합니다.. 압전 초음파 변환기는 그 중 하나입니다., 수중에서 초음파를 송수신하는 수중음향장치.
음파의 작용으로, 물 속의 압전 변환기는 변환기의 양쪽 끝에서 전하를 유도합니다., 음파 수신기입니다; 압전 세라믹 시트에 교류 전기장을 인가하면, 세라믹 시트는 때때로 얇아집니다 때로는 두꺼워집니다, 그리고 동시에, 진동하며 음파를 방출한다.. 이것은 초음파 발신기.
압전 변환기는 수중 항해에도 널리 사용됩니다., 해양 탐지, 정밀 측정, 초음파 세척, 고체 결함 탐지, 의료 영상, 초음파 진단, 및 업계의 초음파 질병 치료. 오늘날 압전 초음파 변환기의 또 다른 응용 분야는 원격 측정 및 원격 제어 시스템입니다., 특정 응용 사례에는 주로 압전 세라믹 버저가 포함됩니다., 압전 점화기, 초음파 현미경.
3. 광전자공학의 응용
압전효과 뿐만 아니라, 압전 세라믹도 초전 효과가 있습니다, 광탄성 및 광전 효과. 이와 관련된 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.: 광 변조기, 라이트 밸브, 전기 광학 디스플레이, 광학 정보 저장, 이미지 저장 및 표시, 및 전자적으로 제어되는 다색 필터. 투명 강유전체 세라믹 (PLZT) 가치있는 새로운 전자 재료입니다, 전기 광학 응용 분야에서 압전 세라믹 재료의 개발을 열었습니다.. 넓은 가변 범위 및 저렴한 비용.
4. 압전 드라이버
압전 액츄에이터는 압전 세라믹 소재 납 지르콘산 티탄산염으로 제작됩니다. (PZT). 단판 압전 세라믹 PZT를 사용하는 경우, 약 5KV의 전압을 양단에 인가하여 구동 변위를 얻을 필요가 있습니다. 10 1cm 두께 PZT의 경우 미크론. PZT에 이러한 고전압을 가하면 절연이 파손되어 기계적 손상이 발생할 수 있습니다..
압전 세라믹의 변형량은 두께와 무관하므로, 적층 압전 액추에이터가 개발되었습니다.. 압전 세라믹은 매우 얇은 시트로 만들어집니다. (0.05 mm 압전 세라믹 시트를 지금 생산할 수 있습니다), 여러 압전 세라믹 기판이 기계적으로 직렬로 연결됩니다., 회로에서 병렬로, 그런 다음 함께 소결.
이런 식으로, 수백 볼트의 전압을 인가하면 큰 구동 변위를 얻을 수 있습니다.. 응용 프로그램에서, 부피가 작은 유연한 힌지 구조, 기계적 마찰 없음, 통관 없음, 변위 증폭을 위해 높은 모션 감도도 개발되었습니다..
5. 마이크로 로케이터
마이크로 포지셔너는 주로 미크론 및 서브 미크론 정밀도의 위치 제어에 사용됩니다., 광학 기기의 생산과 같은, 광섬유 도킹, 고정밀 3차원 미세 이동 테이블, 고정밀 가공 및 터널효과 연구.
포지셔닝 기술에서, 전통적인 포지셔닝 장치, 롤링 또는 슬라이딩 가이드 레일과 같은, 정밀 나선형 쐐기 메커니즘, 터빈 캠 메커니즘, 기어 레버 메커니즘 및 기타 기계적 변속기 미세 변위 드라이브가 위치 지정 메커니즘을 구성합니다., 큰 틈과 마찰이 있기 때문에, 따라서 초정밀 포지셔닝을 달성할 수 없습니다..
유연한 힌지 증폭 메커니즘과 결합된 압전 액추에이터를 사용하면 위의 단점을 극복하고 마이크로 나노 수준에서 초정밀 위치 결정을 달성할 수 있습니다..
6. 초음파 모터
초음파 모터는 새로운 유형의 모터입니다., 압전 세라믹 재료로 구동되는. 교류 전기장에서, 세라믹은 스트레칭 현상을 일으킵니다.. 탄성체에 일정한 형태의 초음파 진동과 요동이 가해질 때, 탄성체의 표면은 마찰력의 도움으로 물체와 접촉하는 물체를 밀어냅니다..
일반적으로 다양한 진동 모드의 변환 및 재결합을 통해, 압전 모터는 압전체의 단순 스트레칭 모드를 회전 또는 선형 운동을 생성하는 데 사용할 수 있는 필요한 구동 모드로 변환할 수 있습니다..
7. 능동 진동 제어
능동 진동 제어는 압전 세라믹의 지능형 기능을 활용합니다. (압전 세라믹은 노이즈 신호를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 잡음 기능을 취소하기 위해 잡음 신호와 반대 위상 및 동일한 강도의 음향 신호를 보냅니다.), 주로 항공기에 사용, 다이빙 보트 및 군용 차량의 능동 소음 제어는 매우 유용한 첨단 기술이며 미래 군사 분야에서 중요한 역할을 할 것입니다.
8. 초음파 치료
가장 널리 사용되는 압전 초음파 의료기기는 B형 초음파 진단기입니다.. 압전 세라믹으로 만든 초음파 발생 프로브가 이 진단 기기에 사용됩니다..
에서 방출되는 초음파는 인체에 전달됩니다., 신체의 다양한 조직은 초음파에 대한 반사 및 전달 효과가 다릅니다.. 반사된 초음파는 압전 세라믹 수신기에 의해 전기 신호로 변환됩니다., 그리고 화면에 표시되는, 그 입장에 따라, 각 내부 장기의 크기와 병변의 유무를 볼 수 있습니다.. B형 초음파는 일반적으로 내장 질환 조직을 확인하는 데 사용됩니다. (질량과 같은, 등.).
압전 세라믹은 초음파 치료에도 사용할 수 있습니다.. 인체에 들어오는 초음파가 일정 강도에 도달하면, 그것은 인체의 특정 부분을 가열하고 약간 진동시킬 수 있습니다., 안마와 안마의 역할을 할 수 있는, 치료 목적을 달성하고, 관절 치료와 같은, 근육 및 기타 연조직 외상 및 긴장. 게다가, 초음파는 신체 결석을 부수는 데에도 사용할 수 있습니다., 담석과 같은, 신장 결석, 요로 결석, 등.
요컨대, 현대 산업 생산의 주요 기능성 소재로, 압전 세라믹은 많은 첨단 산업에서 선호됩니다., 전자 기술과 같은, 항공 우주, 생물학적 연구, 등. 관련 기술 수준의 향상으로 믿어진다., 압전 세라믹 재료의 품질이 더욱 향상되어 더 많은 산업 분야에 적용될 것입니다., 자신의 장점을 통한 소재 개발 촉진.
