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Caratteristiche di ceramica piezoelettrica ultrasonica
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Caratteristiche di ceramica piezoelettrica ultrasonica

 

La ceramica piezoelettrica ultrasonica è classe A di materiali ceramici elettronici con le proprietà piezoelettriche. La differenza principale dai cristalli di quarzo piezoelettrici tipici che non contengono le componenti ferroelettriche è che le fasi di cristallo che compongono le loro componenti principali sono tutte grani ferroelettrici da ceramica è aggregati policristallini con i grani a caso orientati, il vettore spontaneo di polarizzazione di ogni grano ferroelettrico inoltre caotico è orientata. In modo che ceramica per presentare le proprietà piezoelettriche macroscopiche, deve essere infornata in ceramica piezoelettrica. Dopo la formazione e combinarsi con l'elettrodo composito sul fronte dell'estremità, è disposta nell'ambito di forte campo elettrico di CC per il trattamento di polarizzazione, di modo che i rispettivi vettori di polarizzazione dell'orientamento disordinato originale sono orientati preferenziale lungo la direzione del campo elettrico. La ceramica piezoelettrica dopo il trattamento di polarizzazione, dentro dopo che il campo elettrico è annullato, certa polarizzazione remanent macroscopica sarà conservata, di modo che il ceramico ha determinate proprietà piezoelettriche.

 

Proprietà dielettriche ed elastiche:

 

La proprietà dielettrica di ceramica piezoelettrica riflette il grado di risposta del materiale ceramico ad un campo elettrico esterno, che è rappresentato solitamente dal ε0 costante dielettrico. Quando il campo elettrico esterno non è troppo grande, una relazione lineare può essere usata per la risposta del dielettrico al campo elettrico:

 

GS1

 

Per ceramica piezoelettrica, la P è la forza di polarizzazione, ε0 è la costante dielettrica di vuoto, la E è la suscettibilità elettrica e la E è il campo elettrico applicato. Gli usi differenti delle componenti ceramiche piezoelettriche hanno requisiti differenti della costante dielettrica di ceramica piezoelettrica. Per esempio, le audio componenti quali gli altoparlanti ceramici piezoelettrici richiedono una grande costante dielettrica del ceramico, mentre le componenti ceramiche piezoelettriche ad alta frequenza richiedono una piccola costante dielettrica del materiale.

 

Il coefficiente elastico di ceramica piezoelettrica è un parametro che riflette la relazione fra la deformazione della ceramica e la forza applicata. Come altri elastomeri, i materiali ceramici piezoelettrici seguono la legge di Hooke: Xmn=cmnpqxmnpq, in cui il cmnpq è chiamato la costante elastica di durezza dell'elastomero, X è lo sforzo e la x è lo sforzo. Per gli enti piezoelettrici, dovuto la piezzoelettricità, il valore del coefficiente elastico è collegato con le condizioni al contorno elettriche.

 

Piezzoelettricità di ceramica piezoelettrica:

 

La più grande caratteristica di ceramica piezoelettrica è piezzoelettricità, compreso piezzoelettricità positiva e piezzoelettricità inversa. La piezzoelettricità positiva si riferisce allo spostamento relativo dei centri della carica positiva e negativa in alcuni dielettrici nell'ambito dell'azione di forza esterna meccanica, che causa la polarizzazione, che conduce all'aspetto delle spese rilegate con i segni opposti sulle superfici dei dielettrici. Nel caso dove la forza esterna non è troppo grande, la sua densità di carica è proporzionale alla forza esterna, seguente la formula:

 

GS2

 

dove il δ è la densità di carica di superficie, la d è la costante di sforzo piezoelettrico e T è lo sforzo di trazione. Per contro, quando un campo elettrico esterno si applica ad un dielettrico piezoelettrico, i centri della carica positiva e negativa dentro il dielettrico subiscono lo spostamento relativo e sono polarizzati e lo spostamento induce il dielettrico a deformare. Questo effetto è chiamato piezzoelettricità inversa. Quando il campo elettrico non è molto forte, la deformazione ha una relazione lineare con il campo elettrico esterno, seguente la formula:

 

GS3

 

il distacco è la costante di sforzo piezoelettrico inversa, cioè, la matrice trasposta della d, E è il campo elettrico applicato e la x è lo sforzo. La forza dell'effetto piezoelettrico riflette il grado di accoppiamento fra le proprietà elastiche e le proprietà dielettriche del cristallo, che è rappresentato dal coefficiente di coppia elettromeccanico K, che segue la formula:

 

GS4

 

dove u12 è energia piezoelettrica, u1 è energia elastica e u2 è energia dielettrica.

 

Meccanismi fisici delle proprietà piezoelettriche:


Le due estremità dello strato ceramico piezoelettrico polarizzato avranno limitato le spese, così uno strato delle spese libere dal mondo esterno è adsorbita sulla superficie dell'elettrodo. Quando una pressione esterna F si applica allo strato ceramico, lo scarico si presenta ad entrambe l'estremità dello strato. Al contrario, se è tirato, il fenomeno di carico accadrà. Il fenomeno in cui questo effetto meccanico è trasformato in un effetto elettrico appartiene all'effetto piezoelettrico positivo.

 

Inoltre, la ceramica piezoelettrica ha la proprietà di polarizzazione spontanea e la polarizzazione spontanea può essere trasformata nell'ambito dell'azione di un campo elettrico esterno. Di conseguenza, quando un campo elettrico esterno si applica ad un dielettrico piezoelettrico, il cambiamento secondo le indicazioni della figura accadrà ed il ceramico piezoelettrico sarà deformato. Tuttavia, la ragione per la quale la ceramica piezoelettrica deforma è perché quando lo stesso campo elettrico esterno come la polarizzazione spontanea si applica, è equivalente a migliorare la forza di polarizzazione. L'aumento della forza di polarizzazione rende lo strato ceramico piezoelettrico prolungato nella direzione di polarizzazione. Al contrario, se il campo elettrico inverso si applica, lo strato ceramico accorcia lungo la direzione di polarizzazione. Questo fenomeno, che è convertito in effetto meccanico dovuto un effetto elettrico, è l'effetto piezoelettrico inverso.

 

Altre caratteristiche:


La ceramica piezoelettrica ha caratteristiche sensibili e può convertire le vibrazioni meccaniche estremamente deboli in segnali elettrici, che possono essere utilizzati nei sistemi del sonar, nella rilevazione del tempo, nella protezione dell'ambiente di telemetria, in elettrodomestici, ecc. La sensibilità di ceramica piezoelettrica alle forze esterne permette anche di percepire la perturbazione dell'aria causata dagli insetti di volo che agitano le loro ali più di dieci metri di distanza. Facendo uso di fare i sismometri piezoelettrici può misurare esattamente l'intensità dei terremoti ed indicare l'azimut e la distanza dei terremoti. Ciò deve essere detta per essere una grande abilità di ceramica piezoelettrica.

La deformazione di ceramica piezoelettrica nell'ambito dell'azione del campo elettrico è molto piccola, al massimo non non più di un dieci-milionesimo della sua propria dimensione. Non sottovaluti questo piccolo cambio. Il controllo degli strumenti e macchinario di precisione, la tecnologia della microelettronica, la bioingegneria ed altri campi sono un grande vantaggio.

 

I dispositivi di controllo di frequenza quali i risuonatori ed i filtri sono componenti chiavi che determinano la prestazione di attrezzature di comunicazione. La ceramica piezoelettrica presenta gli ovvi vantaggi in questo senso. Non ha la buona stabilità di frequenza, l'alta precisione, l'ampia gamma di frequenza applicabile, la piccola dimensione, assorbimento dell'umidità e lunga vita. Particolarmente in attrezzature di comunicazione multicanali, può migliorare la prestazione anti-interferenza, che rende il materiale elettromagnetico precedente incapace di guardare indietro ed affrontato al problema di essere sopraffatto. Destino alternativo.

Tempo del pub : 2022-09-29 14:30:09 >> lista di notizie
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