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。