Principio de efecto piezoeléctrico y su aplicación de la cerámica piezo

Cuando algunos dieléctricos están deformados por una fuerza externa en una determinada dirección, la polarización se produce dentro de ellos, y aparecen cargas opuestas positivas y negativas en las dos superficies opuestas de los mismos. Cuando se elimina la fuerza externa, volverá al estado no cargado. Este fenómeno se llama el efecto piezoeléctrico positivo. Cuando cambia la dirección de la fuerza, la polaridad de la carga cambia. Por el contrario, cuando se aplica un campo eléctrico en la dirección de polarización de la dieléctrica, estos dielectricos también están deformados, y la deformación del dieléctrico desaparece después de eliminar el campo eléctrico. Este fenómeno se llama un efecto piezoeléctrico inverso, o una electrocropósito. Las cerámicas piezoeléctricas son en realidad una cerámica ferroeléctrica polarizada con efecto piezoeléctrico. Es un nuevo material para la información. Las cerámicas piezoeléctricas son un tipo de cerámica funcional.

Primero, el principio del efecto piezoeléctrico:
El principio del efecto piezoeléctrico.PZT PIEZO CERÁMICAEs que si se aplica una presión al material piezoeléctrico, genera una diferencia potencial (denominada un efecto piezoeléctrico positivo), y se genera un viceversa, se genera una tensión mecánica (llamada efecto piezoeléctrico inverso). Si la presión es una vibración de alta frecuencia, se genera una corriente de alta frecuencia. Cuando se aplica una señal eléctrica de alta frecuencia a una cerámica piezoeléctrica, se genera una señal acústica de alta frecuencia (vibración mecánica), que es lo que generalmente llamamos una señal ultrasónica. Es decir, la cerámica piezoeléctrica tiene la función de la conversión y la conversión inversa entre la energía mecánica y la energía eléctrica, y esta relación mutua es de hecho muy interesante. Los materiales poco interesantes pueden generar campos eléctricos debido a la deformación mecánica, o deformación mecánica debido al campo eléctrico. Este efecto de acoplamiento mecánico-eléctrico inherente hace que los materiales piezoeléctricos se usen ampliamente en la ingeniería. Por ejemplo, los materiales piezoeléctricos se han utilizado para hacer estructuras inteligentes. Además de las capacidades autosuficientes, tales estructuras tienen funciones tales como autodiagnóstico, autoadaptación y autocuración, y juegan un papel importante en el futuro diseño de aeronaves.

2. Material piezoeléctrico.
El efecto piezoeléctrico de los materiales piezoeléctricos.Sensor de disco PIZOSe debe a la disposición especial de átomos en la red cristalina, lo que hace que el material tenga el efecto de acoplar el campo de estrés y el campo eléctrico. Dependiendo del tipo de material, los materiales piezoeléctricos se pueden clasificar en cristales piezoeléctricos individuales, policriprestales piezoeléctricos (cerámica piezoeléctrica), polímeros piezoeléctricos y materiales compuestos piezoeléctricos. De acuerdo con la forma de material específica, se puede dividir en dos tipos: material piezoeléctrico y película piezoeléctrica.

3. Cristal de un solo cristal piezoeléctrico.
Los cristales simples piezoeléctricos son en su mayoría transistores de hierro. También se incluyen cuarzo, sulfuro de cadmio, óxido de zinc, nitruro de aluminio y otros cristales. Estos cristales ferroeléctricos incluyen un transistor de oxígeno que tiene un octaedro de oxígeno, como el cristal del titanato de bario, el niobato de litio que tiene una estructura de litio niobato, rutenato de bismuto y cristal de rutenato de estroncio que tiene una estructura de bronce de tungsteno. Un transistor ferroeléctrico contiene un enlace de hidrógeno, tal como fosfato de dihidrógeno de potasio, fosfato de dihidrógeno amonio y fosfato de hidrógeno (y fosfato de liderazgo de strontium). Un cristal de titanato de bario o similar que tiene una estructura en capas. En la actualidad, el transistor de cuarzo no ferroeléctrico más utilizado, transistor de presión típico de hierro litio niobato y rutenato de bismuto.

4. Polímero piezoeléctrico.
Tan pronto como 1940, la Unión Soviética descubrió que la madera era cerámica piezoeléctrica. Se encontraron en tejidos como Ramie, bambú de seda, huesos de animales, piel y vasos sanguíneos. En 1960, se descubrió la piezoelecidez de los polímeros sintéticos. En 1969, se encontró que el fluoruro de polivinilideno después de la electrodeposición tiene piezoelectricidad fuerte. Los materiales que tienen propiedades piezoeléctricas fuertes incluyen PVDF y sus copolímeros, fluoruro de polivinilo, cloruro de polivinilo, poli-γ-metil-l-glutamato y nylon-11.

5. Materiales compuestos piezoeléctricos.
Los compuestos piezoeléctricos son materiales piezoeléctricos que se ven agravados de dos o más materiales. Los compuestos piezoeléctricos comunes son compuestos de dos fases de cerámica piezoeléctrica y polímeros, como el epoxi reactivo con fluoruro de polivinilideno. Este material compuesto combina las fortalezas de cerámica piezoeléctrica y polímeros, tiene excelentes propiedades de flexibilidad y procesamiento, y tiene una densidad baja y es fácil de igualar la impedancia acústica con los tejidos de aire, agua y biológicos. Además, los compuestos piezoeléctricos también tienen una alta constante piezoeléctrica. Los compuestos piezoeléctricos tienen una amplia gama de aplicaciones en los campos de la medida, la detección y la medición.

Aplicación del efecto piezoeléctrico de la cerámica piezo.

1. Características de fabricación.
Las cerámicas piezoeléctricas se caracterizan por el tratamiento de polarización de la cerámica ferroeléctrica bajo un campo eléctrico de corriente continua para tener un efecto piezoeléctrico. En general, el campo eléctrico de polarización es de 3 a 5 kV / mm, la temperatura es de 100 a 150 ° C, y el tiempo es de 5 a 20 min. Estos tres son los principales factores que afectan el efecto de polarización. Las cerámicas piezoeléctricas con mejor rendimiento, como la cerámica de titanato de circonncia de plomo, tienen un coeficiente de acoplamiento electromecánico tan alto como 0.313 a 0.694.

Las cerámicas piezoeléctricas se utilizan principalmente en la fabricación de transductores ultrasónicos, transductores hidroacústicos, transductores electroacústicos, filtros cerámicos, transformadores de cerámica, discriminadores cerámicos, generadores de alto voltaje, detectores de infrarrojos, dispositivos de superficie acústica, dispositivos electroópticos, encendedor y gyro piezoeléctrico.

2. Propiedades de cerámica.
Las cerámicas piezoeléctricas tienen características sensibles y pueden convertir vibración mecánica extremadamente débil en señales eléctricas, que se pueden usar en sistemas de sonar, detección del clima, protección ambiental de telemetría, electrodomésticos, etc. Los terremotos son desastres devastadores y la fuente del terremoto comienza en el Profundidades de la corteza terrestre. Fue difícil predecir antes, y los humanos fueron atrapados en una situación embarazosa. La sensibilidad de la cerámica piezoeléctrica a la fuerza externa permite sentir la perturbación del aire por parte de los insectos voladores que baten las alas de más de diez metros. Se puede utilizar para hacer el sismógrafo piezoeléctrico, que puede medir con precisión la intensidad del terremoto e indicar la dirección y la distancia del terremoto. Esto no puede ser un gran logro de cerámica piezoeléctrica. Las cerámicas piezoeléctricas producen una pequeña cantidad de deformación bajo la acción de un campo eléctrico, hasta una fracción de un millón de su propio tamaño. No subestime este pequeño cambio, el mecanismo de control preciso basado en este principio: actuador piezoeléctrico, para la instrumentación de precisión y el control mecánico, la microelectrónica, la bioingeniería y otros campos son una gran bendición. Los dispositivos de control de frecuencia, como los resonadores y los filtros, son los dispositivos clave que determinan el rendimiento de los dispositivos de comunicación. Las cerámicas piezoeléctricas tienen ventajas obvias a este respecto. Tiene una buena estabilidad de frecuencia, alta precisión y amplio rango de frecuencia, y es pequeño en tamaño, no higroscópico, y largo en la vida. Especialmente en el equipo de comunicación multicanal, puede mejorar la capacidad anti-interferencia, de modo que el equipo electromagnético anterior no se puede mirar hacia atrás.

3. Aplicación
Las cerámicas piezoeléctricas son nuevos materiales electrónicos funcionales con alta inteligencia. Con la investigación continua y la mejora de los materiales y procesos, la aplicación de cerámica piezoeléctrica es cada vez más extensa. Como máquina, electricidad, sonido, luz y materiales sensibles al calor, materiales piezoeléctricos.Transductor de disco cerámico piezo.Se ha utilizado ampliamente en sensores, transductores, pruebas no destructivas y tecnologías de comunicación. Los policristales están formados por una reacción de fase sólida en varios países de todo el mundo. Y el nombre general de la cerámica ferroeléctrica con efecto piezoeléctrico por el tratamiento con polarización de alto voltaje DC es un tipo de investigación y desarrollo que pueden otorgar gran importancia a la energía mecánica a materiales cerámicos piezoeléctricos. Con el desarrollo de alta tecnología, la aplicación de cerámicas piezoeléctricas se volverá cada vez más amplia. Además de ser utilizado en campos de alta tecnología, se trata más de servir a las personas en la vida diaria y crear una vida mejor para las personas.

Cinco aplicaciones comunes de cerámica piezoeléctrica en nuestras vidas diarias:
1: Aplicación del efecto piezoeléctrico positivo y negativo.
2: zumbador cerámico piezoeléctrico | Vocero
3: pickup cerámico piezoeléctrico
4: transformador piezoeléctrico
5: encendedor de cerámica piezoeléctrica
Se puede decir que aunque la cerámica piezoeléctrica es un material nuevo, es bastante civil. Se utiliza en alta tecnología, pero es más en la vida crear una vida mejor para las personas.