Aplicación de materiales piezoeléctricos y efectos piezoeléctricos.

Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2019-09-24 Origen:Sitio

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El rápido desarrollo de la economía mundial ha llevado a un fuerte aumento en el consumo de energía. Con el agotamiento de fuentes de energía no renovables y la protección del medio ambiente, los países están desarrollando vigorosamente energía limpia sostenible. La energía limpia, como la luz, el viento y la energía solar, está causando gradualmente
El efecto piezoeléctrico se puede usar para la generación de energía de presión, ya que tiene las ventajas de la estructura simple, sin calor, ninguna interferencia electromagnética, sin contaminación, fácil de lograr la miniaturización y la integración, y con la mejora de las propiedades piezoeléctricas de los materiales piezoeléctricos.Transductor de disco piezoeléctricoAnnew Power Electronics. El uso de dispositivos puede cumplir con los requisitos de energía de los productos de baja energía y convertirse en uno de los puntos calientes de la investigación actual.
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1 Principio de efecto piezoeléctrico.
Cuando algunas dieléctricas están deformadas por fuerzas externas en una determinada dirección, mientras que la polarización interna se produce, aparecen cargas positivas y negativas en dos superficies opuestas del cristal piezo. Este fenómeno se llama efecto piezoeléctrico. El efecto piezoeléctrico se divide en un efecto piezoeléctrico positivo y un efecto piezoeléctrico inverso. El llamado efecto piezoeléctrico positivo se refiere al efecto del medio que se dielectricó por la acción de la tensión mecánica y cargando la superficie. A la inversa, cuando se aplica un campo eléctrico fuera del cristal, el cristal afectado por el campo eléctrico se someterá a deformación mecánica, denominado efecto piezoeléctrico inverso.

2 Clasificación de material piezoeléctrico.
Los materiales piezoeléctricos han experimentado varios hitos en cristales de cuarzo, cerámica piezoeléctrica, polímeros piezoeléctricos y compuestos piezoeléctricos. Los principales tipos de materiales piezoeléctricos se introducen brevemente.

1) Cristal de cerámica piezoeléctrica.
Los cristales piezoeléctricos son los materiales utilizados en el efecto piezoeléctrico temprano, principalmente cristal de cristal (SiO2), cristal piezoeléctrico soluble en agua (tartrato de sodio potasio) y cristal de litio niobato. Debido al rendimiento estable del cristal simple piezoeléctrico, el costo es alto. Solo para instrumentos estándar o sensores con alta precisión. El desarrollo de la tecnología cerámica piezoeléctrica ha reemplazado gradualmente la tendencia de los materiales anteriores. Sin embargo, en los últimos años, los académicos de varios países han hecho mucho trabajo para el desarrollo de nuevos materiales piezoeléctricos cristalinos. En la actualidad, un solo cristal piezoeléctrico.Disco cerámico PIZOCon un máximo de 2600pc / n y se ha desarrollado un K33 de hasta 0.95, y su densidad de almacenamiento de energía puede alcanzar 130J / kg, que es más de 10 veces de la densidad de almacenamiento de cerámica piezoeléctrica. Se ha realizado investigaciones sobre el proceso de producción de materiales piezoeléctricos y el éxito de la producción en masa, sin duda, ampliará la aplicación adicional de materiales piezoeléctricos.

2) Material piezoeléctrico basado en PBTIO3.
Los materiales piezoeléctricos PBTIO3 (referidos a PT) se han utilizado ampliamente en la fabricación de componentes cerámicos piezoeléctricos de alta frecuencia y alta temperatura. En la actualidad, se han llevado a cabo algunas investigaciones sobre este material, principalmente en la preparación de PBTIO3 NANOPOWDER, incluida la producción de materias primas, métodos de producción y procesos de fabricación. La diversidad de materias primas y la actualización continua de los procesos de fabricación han hecho que el rendimiento de PBTIO3 mejore continuamente. En la actualidad, el material se ha utilizado ampliamente en las pruebas de transductor, ultrasonidas e industriales no destructivas.

3) Cerámica piezoeléctrica.
Las cerámicas piezoeléctricas son materiales piezoeléctricos policristalinos fabricados artificialmente. El desarrollo de la tecnología de procesamiento ha permitido que el tamaño de la cerámica piezoeléctrica se reduzca a la submicina, de modo que aparezcan el sustrato de cerámica piezoeléctrica más delgada y de grano fino. Este material aumenta la frecuencia de la matriz y reduce la pérdida de matriz, pero también reduce los efectos del efecto piezoeléctrico. El desarrollo de la nanotecnología ha mejorado el efecto piezoeléctrico de las cerámicas piezoeléctricas de grano fino, y su efecto piezoeléctrico es comparable a la de las cerámicas piezoeléctricas de grano grueso. En la actualidad, la investigación y el desarrollo de materiales cerámicos piezoeléctricos son preocupantes para todos los países.

4) Altos compuestos de polímeros.
La investigación sobre los composites de polímeros piezoeléctricos comenzó a principios de los años setenta. Desde la perspectiva del uso, los polímeros piezoeléctricos se pueden clasificar en plásticos piezoeléctricos, cauchos piezoeléctricos, resinas piezoeléctricas, compuestos polloeléctricos altos polímeros y polipéptidos sintéticos. Los plásticos piezoeléctricos se basan en polímeros piezoeléctricos sintéticos o naturales, que pueden moldearse durante el procesamiento, mientras que el producto finalmente puede mantener una forma constante de polímero piezoeléctrico. Caucho piezoeléctrico ISA Término general para polímeros piezoeléctricos altamente elásticos. En general, los polímeros piezoeléctricos con gran elongación, la resistencia a la tracción y la capacidad de recuperación en el rango de temperatura de -130 ° C a 150 ° C se presionan en el polímero piezoeléctrico procesado. El caucho eléctrico, específicamente se puede dividir en caucho de silicona piezoeléctrica, fluororbérculo piezoeléctrico y pronto. La resina piezoeléctrica es un polímero piezoeléctrico amorfo semisólido, sólido o pseudoiléctrico, transparente o translúcido, de resina piezoeléctrica piezoeléctrica, como nylon-11, copolímero alterno polar amorfo de cianuro: acetato de vinilo, polipropileno, policarbonato y similares. Luego, se desarrolló un material compuesto de polímero PIEzoeléctrico alto, que se compone de dos o más materiales diferentesPieZoeléctricos a través de la mezcla física o el injerto químico, etc., que son \"Longitud a la longitud\" y tienen un mejor rendimiento que cualquiera de ellos. Una resina Material, PZT-Epoxi, material piezoeléctrico de cerámica-polímero se usa más comúnmente. No hay límites estrictos para polímeros piezoeléctricos, ya sean derivados de la composición del material o la forma del producto terminado.

3 Aplicación del efecto piezoeléctrico.
tecnología de efecto piezoeléctrico ha sido ampliamente utilizado en la fabricación de diversos transductores, actuadores y sensores. Un ejemplo típico de la aplicación de efectos piezoeléctricos en transductores es la aplicación de retardos de tiempo de la señal eléctrica. En el pasado, la línea de retardo fabricado por la línea de transmisión es grande en volumen, y la pérdida de la señal es grande durante la transmisión. El transductor piezoeléctrico está unido al transductor transmisor y el transductor de recepción en un medio sólido, y la señal eléctrica se transmite a través del efecto piezoeléctrico inverso. La señal se convierte en una señal acústica y se propaga en un medio sólido. Después de un tiempo períodode, la señal acústica se convierte en una señal eléctrica por el transductor de recepción a través del efecto piezoeléctrico positivo, y se completa la tarea de retardo de señal. Puesto que la velocidad de las ondas de sonido en un medio sólido es de cinco órdenes de magnitud más lenta que la de una onda electromagnética, retardo de la señal se puede lograr con solamente un medio sólido pequeño. La línea de retardo hecho por el transductor piezoeléctrico tiene las características de pequeño volumen, peso ligero, funcionamiento estable, y similares, y es relativamente fácil de fabricar. Varios actuadores se pueden hacer usando theinverse efecto piezoeléctrico. Los actuadores piezoeléctricos se pueden dividir en los conductores de desplazamiento rígidos y conductores de desplazamiento resonante según diferentes métodos de conducción. Los actuadores piezoeléctricos no requieren un mecanismo de transmisión y lograr una alta precisión de control de desplazamiento. Al mismo tiempo, la velocidad de respuesta es rápida, no hay ningún hueco anastomosis mecánica, control de desplazamiento de seguimiento de voltaje se puede realizar, y la salida de potencia es grande, mientras que el consumo de energía es bajo. China ha logrado excelentes resultados en este campo, tales como motores piezoeléctricos ultrasónicos, micro-robots, y pequeñas pinzas. Diversos sensores pueden ser fabricados utilizando el efecto piezoeléctrico, tales como sensores piezoeléctricos de presión, sensores ultrasónicos, y sensores de aceleración piezoeléctricos.

acelerómetros piezoeléctricos se caracterizan por su estructura simple, pequeño tamaño, peso ligero y larga vida de servicio. Ellos han sido ampliamente utilizados en la vibración y choque medición de aviones, automóviles, barcos, puentes y edificios, especialmente la aviación y tiene su estatus especial en el campo de la industria aeroespacial. Los sensores piezoeléctricos también se pueden utilizar para medir la presión de combustión interna y de vacío, y se utilizan en la industria militar y mediciones biomédicas. Además, la tecnología de medición piezoeléctrica también se puede utilizar para hacer varios instrumentos de medición tales como giroscopio piezoeléctrico y caudalímetro piezoeléctrico, aswell como discriminadores, osciladores piezoeléctricos, transformadores, filtros, etc., que se producen en la producción, la vida, la investigación científica y la defensa nacional . disco piezo

Con sus ventajas únicas, efecto piezoeléctricoTransductor de cerámica HIFULa tecnología se ha utilizado ampliamente en la creciente demanda de energía. En este documento, los materiales piezoeléctricos se introducen a partir de cuatro aspectos: cristal piezoeléctrico, material piezoeléctrico PBTIO3, piezoelectriccerámico y alto polímero compuesto. Se da la aplicación de esta tecnología en transductores, actuadores y sensores. Creo que el desarrollo de la tecnología piezoeléctrica nos traerá un mejor mañana. Para garantizar la calidad de la construcción, y para reducir la aparición de accidentes de seguridad durante el proceso de construcción. La introducción de nuevas tecnologías en el proceso de construcción no solo puede mejorar la calidad de la construcción, sino que también mejora la seguridad del proceso de construcción, como el uso de la tecnología de equipos de prueba en línea en vivo.

4) Fortalecer el mantenimiento de equipos de construcción.
En el uso a largo plazo de equipos de construcción eléctrica, se verá afectada por la contaminación industrial y la contaminación ambiental. Para reducir estos efectos, es necesario prepararse en consecuencia antes de la construcción. Por ejemplo, el tratamiento previo a la corrosión de los cables aislados antes de la construcción, o la selección de los aisladores con una fuerte capacidad contra la contaminación, y el mantenimiento regular y el mantenimiento de equipos.