Einkenni piezoelectric keramik og piezoelectric áhrif
Keramik sem hefur" piezoelectric effect" á ultrasonic transducers kallast piezoelectric keramik. Piezoelectric keramik er venjulega myndað með efnahvörfum milli nokkurra oxandi efnasambanda eða kolsýru efnasambanda meðan á sintunarferlinu stendur. Framleiðsluferlið er svipað og venjulegt rafrænt keramik.
Piezoelectric keramik er valinn kostur til að framleiða ultrasonic transducers vegna mikils líkamlegs styrks, efnafræðilegs tregðu og tiltölulega ódýrs framleiðslukostnaðar. Piezoelectric keramik er hægt að nota til að búa til hluti eins og ultrasonic transducers, keramik þétta, skynjara og actuators.
Einkenni piezoelectric keramik
Piezoelectric keramik eru manngerðar piezoelectric efni. Jarðtengd efni eru efni sem geta búið til rafmagn vegna vélræns álags. Þegar spennu er beitt aflagast piezoelectric efnið. Öll piezoelectric efni eru ekki leiðandi til að framleiða piezoelectric áhrif og vinna.
Piezoelectric keramik myndar spennu sem samsvarar beittu vélrænu álagi. Venjulega notað sem orkuuppskerari, gaskveikir og skynjari til að greina þrýsting, hröðun og hornhraða.
Piezoelectric keramik myndar tilfærslu sem samsvarar beittri spennu. Þetta er almennt notað fyrir línuleg hreyfilforrit eins og piezoelectric inndælingartæki, nano-staðsetning og titringsvörnarkerfi. Í samanburði við rafeindatæki og vökvakerfi hefur piezoelectric keramik kostina við hröð svörun, háþrýsting og nákvæma ómun.
Piezoelectric keramik hefur náttúrulega titring hvað varðar lögun og stærð. Þegar rafsviði með ákveðinni tíðni (kölluð ómunstíðni) er beitt mun piezoelectric keramikið titra með stórum amplitude og sýna þannig hámarksstrauminn. Þessi eiginleiki er notaður í ultrasonic titringi, svo sem þvottavélum, rakatækjum, sónar, rafmerkjasíum og ultrasonic mótorum.
Piezoelectric keramik efni
Efni eins og baríum títanat, blý sirkónat títanat og litíum níóbat eru helstu hráefni til að framleiða pieo-raf keramik. Þau eru nokkur tilbúin efni og hefur verið sannað að hafa meiri orkuframleiðslugetu en flest náttúruleg efni. Blýsirkónat títanat (PZT) er algengasta hráefnið til framleiðslu á piezoelectric keramik. Það er búið til og framleitt úr tveimur efnaþáttum (við háan hita), blý og sirkon.
Piezoelectric keramik lak fyrir transducer
PZT keramik hefur hærra næmi og hærra vinnuhita en önnur piezoelectric keramik. Sérkenni PZT er mikil piezoelectricity. PZT er með perovskít-gerð kristalbyggingu, sem er hentugur til að átta sig á stórum piezoelectricity. Að auki er hægt að bæta aðgerðir með hagræðingu íhluta.
Piezoelectric áhrif
Óreglulegir kristallar safnast saman sem piezoelectric efni. Uppbygging þessara kristalla er ekki samhverf, en þeir eru engu að síður til í rafhlutlausu jafnvægi. Þegar vélrænum þrýstingi hefur verið beitt á þessa piezoelectric kristalla mun uppbygging þeirra aflagast og atómunum ýtt til að framleiða kristalla sem geta leitt straum. Ef þú notar sama piezoelectric kristalinn og notar rafstraum á hann, mun kristallinn stækka og dragast saman og umbreyta þar með raforku í vélrænni orku.
Piezoelectric keramik eru piezoelectric efni og hafa" piezoelectric áhrif" sem piezoelectric efni hafa venjulega. The piezoelectric áhrif eru af völdum línulegs raf-vélrænna samspils milli vélrænna ástands og rafmagns ástands í kristal efni. The piezoelectric áhrif er skipt í bein piezoelectric og andstæða piezoelectric áhrif. The piezoelectric áhrif eru afturkræf. Þegar örlítill ytri kraftur verkar á hann getur hann breytt vélrænni orku í raforku. Þegar straumspennu hefur verið beitt milli piezoelectric keramik lak hópa, verður raforkunni breytt í vélrænni orku.
Bein piezoelectric áhrif
Bein piezoelectric áhrif eru af völdum beinnar álags á efnið. Þetta gerist þegar venjulega eru notaðar tvær málmplötur til að beita þrýstingi á stykki af piezoelectric efni (svo sem kristal eða keramik). Einfaldlega að setja piezoelectric kristalinn á milli tveggja málmplata, á þessum tíma er efnið í fullkomnu jafnvægi og leiðir ekki straum. Þegar málmplatan hefur beitt vélrænum þrýstingi á efnið, þegar kristallinn raskast af þrýstingi eða öðru álagi, mun hleðsluójafnvægið valda mismun. Óhófleg neikvæð og jákvæð hleðsla birtist á báðum hliðum kristalsyfirborðsins. Málmplatan safnar þessum hleðslum sem hægt er að nota til að mynda spennu og senda straum um hringrásina. Þetta ferli er bein piezoelectric áhrif.
Andstæða piezoelectric áhrif
Tau-rafkristall er settur á milli málmplatanna tveggja og uppbygging kristalsins er í fullkomnu jafnvægi án breytinga. Þegar raforku hefur verið beitt á kristalinn er bygging kristalsins dregin saman og stækkað. Þegar kristalbyggingin stækkar og dregst saman breytir hún móttekinni raforku og losar vélrænni orku í formi hljóðbylgjna. Straumurinn neyðir frumeindirnar í efninu til að titra fram og til baka. Þetta ferli er kallað andhverfu piezoelectric áhrifin. Andstæða piezoelectric áhrifin hjálpa til við að þróa tæki sem mynda hljóðbylgjur, svo sem hátalara og suðara.
Sem kjarnaþáttur ultrasonic transducers hefur piezoelectric keramik PZT-8 hærri gæðastuðul Qm, hærra öruggt vinnuhitastig (Curie hitastig) og lægra dielectric tap (tanδ). Þetta tryggir einnig mikla raf-vélrænni umbreytingar skilvirkni og stöðugleika.
