Principio y clasificación de material del transductor de cerámica piezoeléctrico ultrasónico.

El principio del efecto piezoeléctrico de una hoja de cerámica piezoeléctrica ultrasónica es que si la presión se aplica a un material piezoeléctrico, generará una diferencia potencial (llamada efecto piezoeléctrico positivo), y si se aplica un voltaje, generará estrés mecánico ( Llamado el efecto piezoeléctrico inverso.Anillo de elementos piezocerámicos). Si la presión es la vibración de alta frecuencia, se generará la 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. En otras palabras, las cerámicas piezoeléctricas tienen la función de la conversión y la conversión inversa entre la energía mecánica y la energía eléctrica. Esta relación mutua es muy interesante.

Se divide en cristales de cerámica piezoeléctrica yElementos de piezocerámicos ultrasónicos. Los cristales piezoeléctricos generalmente se refieren a cristales simples piezoeléctricos, y las cerámicas piezoeléctricas generalmente se refieren a policristales piezoeléctricos. Las cerámicas piezoeléctricas son un tipo de policristales que se forman mezclando, moldeando y sintiendo materias primas de alta temperatura con los componentes necesarios, así como partículas finas irregulares obtenidas por reacción de fase sólida y sinterización entre partículas. Patrones de cerámica piezo con propiedades piezoeléctricas se llaman cerámicas piezoeléctricas, que en realidad son piezocerámicas fereléctricas. Los granos de este piezocerámica tienen dominios fereléctricos. Los dominios ferroeléctricos se componen de 180 dominios con direcciones de polarización espontánea anti-paralelo y 90 dominios con direcciones de polarización espontáneas perpendiculares. Bajo la condición de polarización artificial (aplicación de campo eléctrico DC mejorado), estos dominios están perfectamente alineados en la dirección del campo eléctrico externo, y la resistencia de polarización restante se mantiene después de que se elimina el campo eléctrico externo, por lo que tienen características piezoeléctricas macroscópicas. . Por ejemplo, Barium Titanate BT, plomo Zirconate Titanate PZT, titanato de zirconato de plomo modificado, metaniobato de plomo, plomo de litio Niobate Barium PBLN, titanato de plomo modificado PT y similares. El desarrollo exitoso de este material PZT ha promovido la mejora y la mejora del rendimiento de varios dispositivos piezoeléctricos de transductores ultrasónicos acústicos y sensores piezoeléctricos.

El efecto piezoeléctrico de la lámina de cerámica piezoeléctrica ultrasónica significa que la estructura de un solo piezo.Los materiales de cristal tienen características asimétricas. Cuando estos materiales PZT están sujetos a estrés y tensión aplicados, los cambios (deformación) en la estructura de la red interna destruirán la originalidad de la neutralidad eléctrica. El estado macroscópico genera un campo eléctrico polarizado (polarización) y el campo eléctrico generado (intensidad de polarización) es proporcional a la magnitud de la cepa. Este fenómeno se llama el efecto piezoeléctrico positivo, que fue descubierto por los Hermanos Curie en 1880. Más tarde, en 1881, se descubrió además que este material de cristal único también tiene un efecto piezoeléctrico inverso. Cuando un material con efecto piezoeléctrico positivo se somete a un campo eléctrico externo, se generará tensión y cepa, y la tensión es proporcional a la magnitud del campo eléctrico externo. El efecto piezoeléctrico es una característica de la estructura cristalina, que está relacionada con la asimetría de la estructura cristalina, y la magnitud y la naturaleza del efecto piezoeléctrico se relacionan con la dirección del estrés aplicado o el campo eléctrico con respecto al eje de cristal. Hay una variedad de PZT individuales.Cerámica piezoenal de alta potenciaLos materiales de cristal con efectos piezoeléctricos, tales como cristales naturales de cuarzo (SiO 2) y materiales de cristal único artificial, tales como sulfato de litio (LI2SO4), niobato de litio (Linbo3), y similares.