杭州定制水聲換能器廠家
發(fā)布時間：2023-04-01 01:26:05
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鈦酸鋇類（BaTiO3），原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等；鋯鈦酸鉛類（PbZrTiO3），原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等；鈮鎂酸鉛類，原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。電極是銀和低溫玻璃材料。當電壓作用于壓電陶瓷時，便會隨電壓和頻率的變化產生機械變形。另一方面，當振動壓電陶瓷時，則會產生一個電荷。利用這一原理，當給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個金屬片構成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個電信號時，便會因彎曲振動發(fā)射出超聲波。相反，當向雙壓電晶片元件施加超聲振動時，便會產生一個電信號?；谝陨献饔茫憧梢詫弘娞沾捎米鞒暡▊鞲衅?。
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壓電陶瓷可以將機械能轉化成電能（正壓電效應），如壓電陶瓷打火機；還可以將電能轉化成機械能（逆壓電效應），如口罩機上使用的超聲波換能器壓電陶瓷環(huán)。為機械能與電能相互轉換的法器，壓電陶瓷具備神奇的結構屬性：自發(fā)極化。普通的介質陶瓷，只有在外電場作用下才能極化。而壓電陶瓷無需借助外電場，僅僅依靠本身的鐵電體結構，就能自發(fā)極化。不過，的自發(fā)極化與溫度有關：在居里溫度Tc以上，晶體處于順電態(tài)，不能自發(fā)極化；在居里溫度Tc以下，晶體處于鐵電態(tài)，能夠自發(fā)極化。
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1、自發(fā)極化。120℃以下，BaTiO3晶體結構稍有畸變，為四方結構，Ba2+和Ti4+相對于O2-產生了一個位移，結果導致正負電荷中心不重合，產生了極化。鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，那些自發(fā)極化方向相同的區(qū)域稱為電疇。對于自發(fā)極化而言，從宏觀統(tǒng)計來看，晶體中存在著各個方向的自發(fā)極化，它們相互抵消，宏觀上對外不呈現(xiàn)極性。2、人工極化就是在上加一足夠高的直流電場，并保持一定的溫度和時間，迫使其電疇轉向，或者說迫使其自發(fā)極化作定向排列。陶瓷中電疇在極化處理前后的變化情況。3、鐵電陶瓷，某些材料在一定溫度范圍內具有自發(fā)極化。而且其自發(fā)極化可以因外電場的作用而轉向，材料的這種特性稱為鐵電性。具有這種特性的陶瓷材料稱為鐵電陶瓷。
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壓電陶瓷的壓電效應是指某些介質在力的作用下，產生形變，引起介質表面帶電，這是正壓電效應。反之，施加激勵電場，介質將產生機械變形，稱逆壓電效應。并非所有的陶瓷都具有壓電效應。作為壓電陶瓷的原材料，在晶體結構上一定是不具有對稱中心的晶體，如氧化鉛、氧化鋯、氧化鈦、碳酸鋇、氧化鈮、氧化鎂、氧化鋅等。在32種點群的晶體中，只有20種非中心對稱點群的晶體才有壓電效應。將這些原材料在高溫下致密燒結，制成陶瓷，并將制好的陶瓷在直流高壓電場下進行極化處理，才能成為壓電陶瓷。常用的壓電陶瓷有鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛以及三元系壓電陶瓷等。
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壓電陶瓷是高技術的新型無機非金屬功能材料，隨著材料及工藝的不斷深入研究和改良，壓電陶瓷技術的應用愈來愈廣。壓電材料作為機、電、聲、光、熱敏感材料，在傳感器、執(zhí)行器、換能器、無損檢測和通訊技術等領域已獲得了廣泛的應用。隨著高新技術的發(fā)展，壓電陶瓷的應用必將越來越廣闊。基礎材料是決定產品性能的關鍵因素。目前，耐高溫、耐高壓、高靈敏、低損耗壓電陶瓷材料是受到全球同行業(yè)者的公認的研究發(fā)展方向，其中無鉛壓電陶瓷材料的研究雖不乏其人，但是尚未達到實用化的水平，短期內無法替代現(xiàn)有的含鉛壓電陶瓷。