Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2020-03-16 Origen:Sitio
Comparación de densidad, constante dieléctrica y coeficiente piezoeléctrico de PZN-PZ-PT Película cerámica obtenida mediante método de fundición y método de prensado en seco:
La figura muestra la curva característica de desplazamiento de voltaje estático del micro-actuador de cerámica piezoeléctrico de chip multicapa PZT en el modo de desplazamiento longitudinal. Desde esta curva, se puede ver que cuando el voltaje aplicado aumenta gradualmente y luego vuelve a cero, el dispositivo comienza como se muestra en la ecuación (1), el desplazamiento se genera de manera lineal y cuasi lineal, y luego se desplaza en una manera no lineal; Cuando el voltaje disminuye de la tensión máxima, su desplazamiento ya no se devuelve como el desplazamiento original, sino que se produce un retroceso de desplazamiento. Esta relación histéresis entre voltaje y desplazamiento es una característica importante de la flexibilidad a base de PZT.Anillo piezocerámicoDispositivos de desplazamiento. La razón de esta histéresis de desplazamiento de voltaje está relacionada con la estructura de cristal y la estructura de dominio eléctrico de la cerámica piezoeléctrica a base de PZT. Debido a que la estructura de cristal PIZ PIEZO de la cerámica piezoeléctrica es una estructura de perovskite, y sus constantes de celosía de los ejes A y C son diferentes; Cuando se polarizan las cerámicas piezoeléctricas, todavía hay muchos dominios eléctricos de 90 en los cristales. En un campo eléctrico bajo (el voltaje correspondiente también es relativamente bajo), el desplazamiento de la cerámica piezoeléctrica se debe principalmente a la polarización del dipolo eléctrico bajo la acción del campo eléctrico, de modo que el cambio en su intensidad de polarización se combina con el El efecto eléctricotrictivo, o el efecto eléctrico inverso causa su desplazamiento mecánico lineal; Sin embargo, cuando la cerámica piezoeléctrica está sujeta a un campo eléctrico alto, los 90 dominios en el cristal comienzan a girar, de modo que los ejes A y C de las constantes de la red desigual causan que el desplazamiento de cerámicas piezoeléctricas aumenta sin lineal en la dirección. Paralelamente o perpendicular al campo eléctrico. Cuando el voltaje disminuye del valor máximo, hay dos dominios reversibles e irreversibles en los 90 dominios. Estos dominios irreversibles existen. Esto hace que las cerámicas piezoeléctricas aparezcan el fenómeno de bucle de histéresis de desplazamiento de voltaje.
El rendimiento piezoeléctrico de cada capa cerámica piezoeléctrica en el micro-actuador cerámico piezoeléctrico de chip es intuitivamente evaluado. Cuando el micro-actuador de cerámica piezoeléctrico de chip multicapa se aplica con un voltaje de 2.3 V (el campo eléctrico es de 50 V / mm, está cerca del campo eléctrico de giro y umbral de dominio eléctrico), el dispositivo genera un desplazamiento total de aproximadamente 0.04 μm. Cuando se considera que la dirección del dominio eléctrico tiene un efecto pequeño en la tensión piezoeléctrica, la cepa piezoeléctrica promedio de cada capa cerámica piezoeléctrica se puede calcular a partir de la ecuación (2) el coeficiente D33≈500PC / N. Este valor está básicamente cerca del valor de D33 listado. Por lo tanto, se puede considerar que el rendimiento piezoeléctrico de la monolítica.Transductor de cilindro piezocerámicoDesarrollado en este trabajo ha alcanzado la película de cerámica de fundición monolítica y a granel.
Los resultados de la figura también muestran que el microactuador cerámico piezoeléctrico de chips múltiples puede producir un gran desplazamiento de aproximadamente 1 μm en el voltaje de operación relativamente bajo de 38 V, pero el tamaño del dispositivo es muy pequeño. Por lo tanto, este dispositivo se puede aplicar a algunos campos de alta tecnología con baja tensión de funcionamiento, un gran desplazamiento y tamaño de dispositivo pequeño, las unidades de disco duro requieren un tamaño de dispositivo pequeño y el voltaje de operación <12V. Cuando está usando la cerámica piezoeléctrica flexible de la serie PIZ PIEZO, cuando se cambia el voltaje inverso o el campo eléctrico en la dirección opuesta, es fácil causar la despolarización de la cerámica piezoeléctrica, que está reduciendo el rendimiento piezoeléctrico y reduciendo el desplazamiento. Por lo tanto, los dispositivos de chip de múltiples capas generalmente se operan con un voltaje positivo unidireccional. Dispositivo de chip multi-capa de forma de onda de voltaje de CA sinusoidal unidireccional y su espectro de respuesta de desplazamiento dinámico. A partir de la curva de respuesta de desplazamiento que se muestra en la figura, se puede ver que el dispositivo de chip multicapa tiene una corriente de CA sinusoidal unidireccional en un pico pico 12V y una frecuencia de 1 kHz. Bajo la acción, el desplazamiento máximo es de 0,28 μm, que es básicamente el mismo que el desplazamiento estático a 12 V DC, lo que indica que en un campo eléctrico de 250V / mm, no existe una dependencia obvia entre su desplazamiento y frecuencia. Además, el desplazamiento dinámico del dispositivo es básicamente en forma de una onda sinusoidal, y la diferencia de fase a partir de la tensión también es muy pequeña (difícil de calcular la diferencia de fase en la figura), lo que indica que el desplazamiento del dispositivo multicapa Puede seguir el cambio del campo eléctrico para producir desplazamiento. Hecho en lo anterior, el rendimiento del desplazamiento dinámico anterior se mantiene sin cambios en el rango de frecuencia que mide de 100Hz a 5kHz, que se puede ver desde las curvas de espectro de diferencia de desplazamiento y diferencia de la fase del dispositivo de chip de múltiples capas. La forma de onda de voltaje V = 6 (1 + Sinωt), el desplazamiento dinámico generado en el efecto de las diferentes frecuencias de voltaje apenas cambia con la frecuencia, y su diferencia de fase solo cambia alrededor de 5kHz.
2. Las características de desplazamiento de voltaje de los dispositivos de chip de múltiples capas están relacionados con la estructura de cristal y el comportamiento de dominio eléctrico de los materiales cerámicos piezoeléctricos PZT bajo la acción de los campos eléctricos. Los dominios eléctricos todavía pueden volverse bien bajo la acción de los campos eléctricos de baja frecuencia, que está haciendo el rango de frecuencia de 100Hz a 5 kHz. El tamaño del desplazamiento dinámico interno deCilindro cerámico piezoeléctricopermanece básicamente sin cambios.
3.Utilizando el efecto piezoeléctrico inverso para estudiar la ley de cambio del desplazamiento causada por dipolos eléctricos y dominios bajo la acción de un campo eléctrico es un buen método para estudiar las propiedades microscópicas de un cuerpo piezoeléctrico y un coeficiente piezoeléctrico.
