noticias de la compañía sobre Características de la cerámica piezoeléctrica ultrasónica

Características de la cerámica piezoeléctrica ultrasónica

La cerámica piezoeléctrica ultrasónica es una clase de materiales de cerámica electrónicos con las propiedades piezoeléctricas. La diferencia principal de los cristales de cuarzo piezoeléctricos típicos que no contienen componentes ferroeléctricos es que las fases cristalinas que componen sus componentes principales están todos granos ferroeléctricos desde cerámica es agregados policristalinos con los granos aleatoriamente orientados, el vector espontáneo de la polarización de cada grano ferroeléctrico también caótico se orienta. Para que la cerámica exhiba propiedades piezoeléctricas macroscópicas, debe ser encendida en cerámica piezoeléctrica. Después de ser formada y el ser combinado con el electrodo compuesto en la cara del extremo, se coloca bajo campo eléctrico fuerte de DC para el tratamiento de la polarización, para orientar los vectores respectivos de la polarización de la orientación desordenada original preferencial a lo largo de la dirección del campo eléctrico. La cerámica piezoeléctrica después del tratamiento de la polarización, adentro después de que el campo eléctrico esté cancelado, cierta polarización remanente macroscópica será conservada, de modo que el de cerámica tenga ciertas propiedades piezoeléctricas.

Propiedades dieléctricas y elásticos:

La propiedad dieléctrica de la cerámica piezoeléctrica refleja el grado de respuesta del material de cerámica a un campo eléctrico externo, que es representado generalmente por la constante dieléctrica ε0. Cuando el campo eléctrico externo no es demasiado grande, una relación linear se puede utilizar para la respuesta del dieléctrico al campo eléctrico:

Para la cerámica piezoeléctrica, P es la fuerza de la polarización, ε0 es la permitividad del vacío, E es la susceptibilidad eléctrica, y E es el campo eléctrico aplicado. Diversas aplicaciones de componentes de cerámica piezoeléctricos tienen diversos requisitos para la constante dieléctrica de la cerámica piezoeléctrica. Por ejemplo, los componentes audios tales como altavoces de cerámica piezoeléctricos requieren una constante dieléctrica grande de cerámica, mientras que los componentes de cerámica piezoeléctricos de alta frecuencia requieren una pequeña constante dieléctrica del material.

El coeficiente elástico de cerámica piezoeléctrica es un parámetro que refleja la relación entre la deformación de la cerámica y la fuerza aplicada. Como otros elastómeros, los materiales de cerámica piezoeléctricos siguen la ley de Hooke: Xmn=cmnpqxmnpq, en donde el cmnpq se llama el constante elástico de la dureza del elastómero, X es la tensión, y x es la tensión. Para los cuerpos piezoeléctricos, debido a la piezoelectricidad, el valor del coeficiente elástico se relaciona con las condiciones de límite eléctricas.

Piezoelectricidad de la cerámica piezoeléctrica:

La característica más grande de la cerámica piezoeléctrica es piezoelectricidad, incluyendo piezoelectricidad positiva y piezoelectricidad inversa. La piezoelectricidad positiva refiere a la dislocación relativa de los centros de la carga positiva y negativa en algunos dieléctricos bajo acción de la fuerza externa mecánica, que causa la polarización, que lleva al aspecto de cargas encuadernadas con las muestras opuestas en las superficies de los dieléctricos. En el caso donde no está demasiado grande la fuerza externa, su densidad de carga es proporcional a la fuerza externa, siguiendo la fórmula:

donde está la densidad el δ de carga superficial, d es el constante de tensión piezoeléctrica, y T es la tensión extensible. Inversamente, cuando un campo eléctrico externo se aplica a un dieléctrico piezoeléctrico, los centros de la carga positiva y negativa dentro del dieléctrico experimentan la dislocación relativa y se polarizan, y la dislocación hace el dieléctrico deformar. Este efecto se llama piezoelectricidad inversa. Cuando el campo eléctrico no es muy fuerte, la deformación tiene una relación linear con el campo eléctrico externo, siguiendo la fórmula:

despegue es el constante de tensión piezoeléctrica inverso, es decir, la matriz transportada de d, E es el campo eléctrico aplicado, y x es la tensión. La fuerza del efecto piezoeléctrico refleja el grado de acoplamiento entre las propiedades elásticos y las propiedades dieléctricas del cristal, que es representado por el coeficiente de acoplamiento electromecánico K, que sigue la fórmula:

donde está energía u12 piezoeléctrica, u1 es energía de elástico, y u2 es energía dieléctrica.

Mecanismos físicos de propiedades piezoeléctricas:

Los dos extremos de la hoja de cerámica piezoeléctrica polarizada habrán limitado cargas, una capa de cargas libres del mundo exterior se fijan por adsorción tan en la superficie del electrodo. Cuando una presión externa F se aplica a la hoja de cerámica, la descarga ocurre en ambos extremos de la hoja. Por el contrario, si se tira, el fenómeno de carga ocurrirá. El fenómeno en el cual este efecto mecánico se transforma en un efecto eléctrico pertenece al efecto piezoeléctrico positivo.

Además, la cerámica piezoeléctrica tiene la propiedad de la polarización espontánea, y la polarización espontánea se puede transformar bajo acción de un campo eléctrico externo. Por lo tanto, cuando un campo eléctrico externo se aplica a un dieléctrico piezoeléctrico, el cambio tal y como se muestra en de la figura ocurrirá, y el de cerámica piezoeléctrico será deformada. Sin embargo, la razón por la que la cerámica piezoeléctrica deforma es porque cuando el mismo campo eléctrico externo como se aplica la polarización espontánea, él es equivalente a aumentar la fuerza de la polarización. El aumento de la fuerza de la polarización hace la hoja de cerámica piezoeléctrica alargada en la dirección de la polarización. Por el contrario, si se aplica el campo eléctrico reverso, la hoja de cerámica se acorta a lo largo de la dirección de la polarización. Este fenómeno, que se convierte en un efecto mecánico debido a un efecto eléctrico, es el efecto piezoeléctrico inverso.

Otras características:

La cerámica piezoeléctrica tiene características sensibles y puede convertir vibraciones mecánicas extremadamente débiles en las señales eléctricas, que se pueden utilizar en sistemas del sonar, la detección del tiempo, la protección del medio ambiente de la telemetría, aparatos electrodomésticos, el etc. La sensibilidad de la cerámica piezoeléctrica a las fuerzas externas hace incluso posible detectar el disturbio del aire causado por los insectos de vuelo que agitan sus alas más de diez metros lejos. Usando ella hacer los sismómetros piezoeléctricos puede medir exactamente la intensidad de terremotos e indicar el acimut y la distancia de terremotos. Esto tiene que ser dicha para ser una gran hazaña de la cerámica piezoeléctrica.

La deformación de la cerámica piezoeléctrica bajo acción del campo eléctrico es muy pequeña, a lo más no más que un diez-millonésimo de su propio tamaño. No subestime este pequeño cambio. El control de los instrumentos y maquinaria de precisión, la tecnología de la microelectrónica, la bioingeniería y otros campos son un gran favor.

Los dispositivos de control de la frecuencia tales como resonadores y filtros son los componentes claves que determinan el funcionamiento del equipo de comunicación. La cerámica piezoeléctrica tiene ventajas obvias a este respecto. Tiene buena estabilidad de la frecuencia, alta precisión, gama de frecuencia aplicable, tamaño pequeño anchos, ninguna absorción de la humedad, y larga vida. Especialmente en el equipo de comunicación de varios canales, puede mejorar el funcionamiento antiinterferente, que hace el equipo electromágnetico anterior incapaz de mirar detrás y hecho frente con el problema de ser abrumado. Destino alternativo.