Aplicação de materiais piezoelétricos e efeitos piezoelétricos

Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2019-09-24 Origem:alimentado

Inquérito

O rápido desenvolvimento da economia mundial levou a um aumento acentuado do consumo de energia. Com a depleção de fontes de energia não renováveis e a proteção do meio ambiente, os países estão desenvolvendo vigorosamente a energia limpa sustentável. Energia limpa, como luz, vento e energia solar, está gradualmente causando
O efeito piezoelétrico pode ser usado para geração de energia de pressão, porque tem as vantagens da estrutura simples, sem calor, sem interferência eletromagnética, sem poluição, fácil de alcançar miniaturização e integração, e com a melhoria das propriedades piezoelétricas de materiais piezoelétricosTransdutor de disco piezoelétricoAndnew Power Eletronics. O uso de dispositivos pode atender aos requisitos de energia dos produtos de baixa energia e se tornará um dos pontos de acesso da pesquisa atual.
.
1 princípio do efeito piezoelétrico
Quando alguns dielétricos são deformados por forças externas em uma determinada direção, enquanto a polarização interna ocorre, acusações positivas e negativas aparecem em duas superfícies opostas do cristal piezo. Este fenômeno é chamado de efeito piezoelétrico. O efeito piezoelétrico é dividido em um efeito piezelétrico positivo e um efeito piezoelétrico inverso. O chamado efeito piezoelétrico positivo refere-se ao efeito do meio sendo dieleticizado pela ação do estresse mecânico e cobrando a superfície. Por outro lado, quando um campo elétrico é aplicado fora do cristal, o cristal afetado pelo campo elétrico será submetido a deformação mecânica, chamada de efeito piezoelétrico inverso.

2 Classificação de material piezoelétrico
Materiais piezoelétricos experimentaram vários marcos em cristais de quartzo, cerâmica piezoelétrica, polímeros piezoelétricos e compósitos piezoelétricos. Os principais tipos de materiais piezoelétricos são brevemente introduzidos.

1) Cristal de cerâmica piezoelétrico.
Os cristais piezoelétricos são os materiais utilizados no efeito piezoelétrico inicial, principalmente cristal (SiO2), cristal piezoelétrico solúvel em água (tartrato de sódio de potássio) e cristal de niobato de lítio. Devido ao desempenho estável do cristal único piezoelétrico, o custo é alto. Apenas para instrumentos ou sensores padrão com altos acuracyRequirements. O desenvolvimento de tecnologia de cerâmica piezoelétrico gradualmente substituiu a tendência dos materiais acima. No entanto, nos últimos anos, os estudiosos de vários países fizeram muito trabalho para o desenvolvimento de novos materiais piezoelétricos cristalinos. Atualmente, um único piezoelétrico de cristalPiezo Cerâmico DiscCom um máximo de 2600 pc / n e um K33 de até 0,95 foi desenvolvido, e sua densidade de armazenamento de energia pode atingir 130J / kg, que é mais de 10 vezes a densidade de armazenamento de cerâmica piezoelétrica. A pesquisa sobre o processo de produção de materiais piezoelétricos foi realizada e o sucesso da produção em massa certamente expandirá a melhor aplicação de materiais piezoelétricos.

2) Material piezoelétrico baseado em PBTIO3.
O PBTIO3 (referido como PT) Materiais piezoelétricos têm sido amplamente utilizados na fabricação de componentes cerâmicos de alta frequência e alta temperatura. Actualmente, algumas pesquisas foram realizadas neste material, principalmente na preparação da pbtio3 nanopowder, incluindo a produção de matérias-primas, métodos de produção e processos de fabricação. A diversidade de matérias-primas e a atualização contínua dos processos de fabricação tornaram o desempenho do PBTIO3 continuamente melhorado. Atualmente, o material tem sido amplamente utilizado em testes não destrutivos industriais transdutores, ultra-sônicos e industriais.

3) cerâmica piezoelétrica.
Cerâmica piezoelétrica são materiais piezoelétricos policristalina artificialmente fabricados. O desenvolvimento da tecnologia de processamento permitiu que o tamanho da cerâmica piezoelétrica seja reduzido ao sub-mícron, para que o substrato possa ser feito fino e cerâmica piezoelétrica de guloseis fino aparecem. Este material aumenta a frequência da matriz e reduz a perda de array, mas também reduz os efeitos do efeito piezoelétrico. O desenvolvimento da nanotecnologia melhorou o efeito piezoelétrico de cerâmicas piezoelétricas de guloseimas, e seu efeito piezoelétrico é comparável à de cerâmica piezoelétrica de grãos de grão. Atualmente, a pesquisa e desenvolvimento de materiais cerâmicos piezoelétricos é de preocupação para todos os países.

4) Altos compósitos de polímero.
Pesquisas sobre compósitos polímeros piezoelétricos começaram no início dos anos 1970. A partir da perspectiva de uso, os polímeros piezoelétricos podem ser classificados em plásticos piezoelétricos, borrachas piezoelétricas, resinas piezoelétricas, compósitos piezoelétricos de polímero e polipéptidos sintéticos. Os plásticos piezoelétricos são baseados em polímeros piezoelétricos sintéticos ou naturais, que podem ser moldados durante o processamento, enquanto o produto pode finalmente manter uma forma constante de polímero piezoelétrico. Borracha piezoelétrica isa termo geral para polímeros piezoelétricos altamente elásticos. Em geral, os polímeros piezoelétricos com grande alongamento, resistência à tração e resiliência na faixa de temperatura de -130 ° C a 150 ° C são pressionados na borracha polimérica piezoelétrica processada., especificamente pode ser dividida em borracha de silicone piezoelétrico, fluororurcorpber piezoelétrico e em breve. Resina piezoelétrica é uma resina piezoelétrica piezoelétrica piezoelétrica semi-sólida, sólida ou pseudo-sólida, transparente ou translúcida e piezoelétrica, tal como nylon-11, copolímero alternante polar amorfo de acetato de cianeto - acetato de vinilo, polipropileno, policarbonato e semelhantes. Em seguida, desenvolvido é um material composto polímero de alto polímero piezoelétrico, que é composto de dois ou mais materiais diferenciados por meio de mistura física ou enxerto químico, etc., que são \"comprimento a comprimento\" e têm melhor desempenho do que qualquer um deles. Um material, resina PZT-epoxy, material piezoelétrico de polímero cerâmico é mais comumente usado. Não há limites rigorosos para polímeros piezoelétricos, sejam eles derivados da composição do material ou da forma do produto acabado.

3 Aplicação de efeito piezoelétrico
A tecnologia de efeito piezoelétrico tem sido amplamente utilizada na fabricação de vários transdutores, atuadores e sensores. Um exemplo típico da aplicação de efeitos piezoelétricos nos transdutores é a aplicação de atrasos em tempo de sinal elétrico. No passado, a linha de atraso fabricada pela linha de transmissão é grande em volume, e a perda de sinal é grande durante a transmissão. O transdutor piezoelétrico é conectado ao transdutor de transmissão e ao transdutor de recepção em meio sólido, e o sinal elétrico é transmitido através do efeito piezoelétrico inverso. O sinal é convertido em um sinal acústico e propagado em um meio sólido. Após um período de tempo, o sinal acústico é convertido em um sinal elétrico pelo transdutor de recebimento através do efeito piezoelétrico positivo e a tarefa de atraso de sinal é concluída. Uma vez que a velocidade das ondas sonoras em um meio sólido é cinco ordens de magnitude mais lenta do que a de uma onda eletromagnética, o atraso do sinal pode ser alcançado com apenas um pequeno meio sólido. A linha de atraso feita pelo transdutor piezoelétrico tem as características do pequeno volume, peso leve, desempenho estável e semelhantes, e é relativamente fácil de fabricar. Vários atuadores podem ser feitos usando o efeito piezoelétrico em linha. Os atuadores piezoelétricos podem ser divididos em drivers de deslocamento rígidos e drivers de deslocamento ressonante de acordo com diferentes métodos de condução. Os atuadores piezoelétricos não exigem um mecanismo de transmissão e alcançam alta precisão de controle de deslocamento. Ao mesmo tempo, a velocidade da resposta é rápida, não há uma lacuna de anastomose mecânica, o controle de deslocamento de follow-up de voltagem pode ser realizado e a potência é grande enquanto o consumo de energia é baixo. A China alcançou resultados destacados neste campo, como motores ultra-sônicos piezoelétricos, micro-robôs e pequenas garras. Vários sensores podem ser fabricados usando o efeito piezoelétrico, como sensores de pressão piezoelétricos, sensores ultrassônicos e sensores de aceleração piezoelétrico.

Acelerômetros piezoelétricos são caracterizados por sua estrutura simples, tamanho pequeno, peso leve e longa vida útil. Eles têm sido amplamente utilizados em uma medida de vibração e choque de aeronaves, automóveis, navios, pontes e edifícios, especialmente a aviação e tem seu status especial no campo da aeroespacial. Os sensores piezoelétricos também podem ser usados para medir a pressão de combustão interna e aspiração, e são usados em indústria militar e medições biomédicas. Além disso, a tecnologia de medição piezoelétrica também pode ser usada para tornar vários instrumentos de medição, como giroscópio piezoelétrico e piezoelétrico, além de discriminadores, osciladores piezoelétricos, transformadores, filtros, etc., que são produzidos em produção, vida, pesquisa científica e defesa nacional . Piezo Disc.

Com suas vantagens únicas, efeito piezoelétricoTransdutor de cerâmica HIFU.A tecnologia tem sido amplamente utilizada na crescente demanda de energia. Neste artigo, os materiais piezoelétricos são introduzidos de quatro aspectos: Cristal piezoelétrico, material piezoelétrico pbtio3, piezoeletricceramic e alto polímero composto. A aplicação desta tecnologia em transdutores, atuadores e sensores é dada. Acredito que o desenvolvimento da tecnologia piezoelétrica nos traga um amanhã melhor. Para garantir a qualidade da construção e reduzir a ocorrência de acidentes de segurança durante o processo de construção. A introdução de novas tecnologias no processo de construção não pode apenas melhorar a qualidade de construção, mas também melhorar a segurança do processo de construção, como o uso de tecnologia de equipamentos de teste on-line ao vivo.

4) Fortalecer a manutenção do equipamento de construção.
No uso a longo prazo do equipamento de construção de energia elétrica, será afetado pela poluição industrial e pela poluição ambiental. A fim de reduzir esses efeitos, é necessário preparar-se de acordo com a construção. Por exemplo, tratamento pré-corrosão de fios isolados antes da construção, ou seleção de isoladores com forte capacidade de anti-poluição, e manutenção regular e manutenção de equipamentos.