江西定制傳感器規(guī)格
發(fā)布時(shí)間:2022-04-16 01:32:29
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聲波測井換能器是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。測井工程中,測井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下,井下的溫度100-230度左右,大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復(fù)雜氣體,而傳統(tǒng)的聲波測井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面,如YTG系列的8條12條切向極化聲波測井換能器,是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成,換能器的陶瓷體硬度高約1000HV,銀電極的硬度低約70HV,他們的硬度差距懸殊,兩者之間的膨脹系數(shù)不同,銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動(dòng)狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復(fù)雜環(huán)境的影響下,銀層會(huì)嚴(yán)重脫落,造成測井結(jié)果不準(zhǔn)確,嚴(yán)重影響測井工程質(zhì)量。

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壓電陶瓷是指把氧化物混合(氧化鋯、氧化鉛、氧化鈦等)高溫?zé)Y(jié)、固相反應(yīng)后而成的多晶體,并通過直流高壓極化處理使其具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷的統(tǒng)稱,是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。由于具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能,作為一種重要的力、熱、電、光敏感功能材料,已經(jīng)在傳感器、超聲換能器、微位移器和其它電子元器件等方面得到了廣泛的應(yīng)用。隨著材料工藝的不斷研究和改良,以及電子、信息、航空航天等高科技領(lǐng)域日新月異的發(fā)展,作為含高智能新型材料的壓電陶瓷的生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)是人們關(guān)注的熱門課題。

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壓電陶瓷是一種具有壓電效應(yīng)的多晶體。因生產(chǎn)工藝和陶瓷相近而得名。壓電陶瓷基本都是鐵電體:當(dāng)溫度低于居里溫度Tc時(shí),晶體中晶胞的離子發(fā)生位移,造成正負(fù)電荷中心不重合,進(jìn)而產(chǎn)生固有電偶極矩;相鄰晶胞產(chǎn)生同樣的連鎖反應(yīng),擴(kuò)展成為鐵電體的基本單元——電疇。壓電陶瓷的壓電效應(yīng)機(jī)理與石英晶體大不相同,未經(jīng)極化處理的壓電陶瓷材料是不會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)的。經(jīng)極化處理后,剩余極化強(qiáng)度會(huì)使與極化方向垂直的兩端出現(xiàn)束縛電荷(一端為正,另一端為負(fù)),由于這些束縛電荷的作用在陶瓷的兩個(gè)表面吸附一層來自外界的自由電荷,并使整個(gè)壓電陶瓷片呈電中性。

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壓電陶瓷按照組元分類:1. 單元系壓電陶瓷材料:鈦酸鋇陶瓷、鈦酸鉛陶瓷;2. 二元系壓電陶瓷材料:鋯鈦酸鉛陶瓷通常簡稱為PZT陶瓷,這種壓電陶瓷目前受到廣泛應(yīng)用;3. 三元系壓電陶瓷材料,通常是在具有鈣鈦礦性結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛{PbZrO3-PbTiO3}中二元系再增加第三種{化學(xué)通式為ABO3型}化合物而形成的三元系固溶體。所增加的第三種成分,它們的共同特點(diǎn)是在摻入PbZrO3-PbTiO3之中形成固溶體后不改變整個(gè)晶格的鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)。4. 多元系壓電陶瓷材料。按照特定應(yīng)用情況分類:用于電力轉(zhuǎn)換器的材料(超聲波應(yīng)用);用于傳感器的材料(超聲波發(fā)射器和接收器);用于啟動(dòng)器的材料(定位或注射系統(tǒng));用于特殊應(yīng)用的材料。