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Características da cerâmica piezoelétrica ultrassônica
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Características da cerâmica piezoelétrica ultrassônica

 

A cerâmica piezoelétrica ultrassônica é uma classe de materiais cerâmicos eletrônicos com propriedades piezoelétricas. A diferença principal dos cristais de quartzo piezoelétricos típicos que não contêm componentes ferroelectric é que as fases de cristal que compõem seus componentes principais são tudo grões ferroelectric desde a cerâmica é agregados policristalinos com grões aleatoriamente orientadas, o vetor espontâneo da polarização de cada grão ferroelectric é orientada igualmente caoticamente. Para que a cerâmica exiba propriedades piezoelétricas macroscópicas, deve ser ateada fogo na cerâmica piezoelétrica. Após a formação e a combinação com o elétrodo composto na cara da extremidade, é colocada sob um campo elétrico forte da C.C. para o tratamento da polarização, de modo que os vetores respectivos da polarização da orientação desordenada original sejam orientados preferencialmente ao longo do sentido do campo elétrico. A cerâmica piezoelétrica após o tratamento da polarização, dentro depois que o campo elétrico é cancelado, alguma polarização remanent macroscópica será retida, de modo que o cerâmico tenha determinadas propriedades piezoelétricas.

 

Propriedades dielétricas e elásticas:

 

A propriedade dielétrica da cerâmica piezoelétrica reflete o grau de resposta do material cerâmico a um campo elétrico externo, que seja representado geralmente pelo ε0 constante dielétrico. Quando o campo elétrico externo não é demasiado grande, um relacionamento linear pode ser usado para a resposta do dielétrico ao campo elétrico:

 

GS1

 

Para a cerâmica piezoelétrica, P é a força da polarização, ε0 é a permitividade do vácuo, E é a susceptibilidade elétrica, e E é o campo elétrico aplicado. Os usos diferentes de componentes cerâmicos piezoelétricos têm exigências diferentes para a constante dielétrica da cerâmica piezoelétrica. Por exemplo, os componentes audio tais como oradores cerâmicos piezoelétricos exigem uma grande constante dielétrica do cerâmico, quando os componentes cerâmicos piezoelétricos de alta frequência exigirem uma constante dielétrica pequena do material.

 

O coeficiente elástico da cerâmica piezoelétrica é um parâmetro que reflita o relacionamento entre a deformação da cerâmica e a força aplicada. Como outros elastómetros, os materiais cerâmicos piezoelétricos seguem a lei de Hooke: Xmn=cmnpqxmnpq, onde o cmnpq é chamado a constante elástica da dureza do elastómetro, X é o esforço, e x é a tensão. Para corpos piezoelétricos, devido à pioelectricidade, o valor do coeficiente elástico é relacionado às condições de limite elétricas.

 

Pioelectricidade da cerâmica piezoelétrica:

 

A característica a mais grande da cerâmica piezoelétrica é pioelectricidade, incluindo a pioelectricidade positiva e a pioelectricidade inversa. A pioelectricidade positiva refere o deslocamento relativo dos centros da carga positiva e negativa em alguns dielétricos sob a ação da força externo mecânica, que causa a polarização, que conduz à aparência de cargas encadernadas com sinais opostos nas superfícies dos dielétricos. No caso onde a força externo não é demasiado grande, sua densidade de carga é proporcional à força externo, seguindo a fórmula:

 

GS2

 

onde o δ está a uma densidade de carga de superfície, d é a constante de tensão piezoelétrica, e T é o esforço elástico. Inversamente, quando um campo elétrico externo é aplicado a um dielétrico piezoelétrico, os centros da carga positiva e negativa dentro do dielétrico submetem-se ao deslocamento relativo e são polarizados, e o deslocamento faz com que o dielétrico deforme-se. Este efeito é chamado pioelectricidade inversa. Quando o campo elétrico não é muito forte, a deformação tem um relacionamento linear com o campo elétrico externo, seguindo a fórmula:

 

GS3

 

o descolamento é a constante de tensão piezoelétrica inversa, isto é, a matriz transposta de d, E é o campo elétrico aplicado, e x é a tensão. A força do efeito piezoelétrico reflete o grau de acoplamento entre as propriedades elásticas e propriedades dielétricas do cristal, que é representado pelo coeficiente de acoplamento eletromecânico K, que segue a fórmula:

 

GS4

 

onde u12 é energia piezoelétrica, u1 é energia elástica, e u2 é energia dielétrica.

 

Mecanismos físicos de propriedades piezoelétricas:


As duas extremidades da folha cerâmica piezoelétrica polarizada terão limitado cargas, uma camada de cargas livres do mundo exterior são fixadas assim na superfície do elétrodo. Quando uma pressão externo F é aplicada à folha cerâmica, a descarga ocorre em ambas as extremidades da folha. Pelo contrário, se é puxado, o fenômeno de carregamento ocorrerá. O fenômeno em que este efeito mecânico é transformado em um efeito elétrico pertence ao efeito piezoelétrico positivo.

 

Além, a cerâmica piezoelétrica tem a propriedade da polarização espontânea, e a polarização espontânea pode ser transformada sob a ação de um campo elétrico externo. Consequentemente, quando um campo elétrico externo é aplicado a um dielétrico piezoelétrico, a mudança segundo as indicações da figura ocorrerá, e o cerâmico piezoelétrico será deformado. Contudo, a razão pela qual a cerâmica piezoelétrica se deforma é porque quando o mesmo campo elétrico externo que a polarização espontânea está aplicada, ele é equivalente a aumentar a força da polarização. O aumento da força da polarização faz a folha cerâmica piezoelétrica prolongar-se no sentido da polarização. Pelo contrário, se o campo elétrico reverso é aplicado, a folha cerâmica encurta ao longo do sentido da polarização. Este fenômeno, que é convertido em um efeito mecânico devido a um efeito elétrico, é o efeito piezoelétrico inverso.

 

Outras características:


A cerâmica piezoelétrica tem características sensíveis e pode converter vibrações mecânicas extremamente fracas nos sinais elétricos, que podem ser usados em sistemas da sonar, em detecção do tempo, em proteção ambiental da telemetria, em aparelhos eletrodomésticos, etc. A sensibilidade da cerâmica piezoelétrica às forças externos torna mesmo possível detectar o distúrbio do ar causado pelos insetos de voo que batem suas asas mais de dez medidores afastado. Usá-la para fazer seismometers piezoelétricos pode exatamente medir a intensidade dos terremotos e indicar o azimute e a distância dos terremotos. Isto tem que ser dito ser um grande repto da cerâmica piezoelétrica.

A deformação da cerâmica piezoelétrica sob a ação do campo elétrico é muito pequena, no máximo não mais de um dez-milhonésimo de seu próprio tamanho. Não subestime esta pequena alteração. O controle de instrumentos e maquinaria de precisão, a tecnologia da microeletrônica, a tecnologia biológica e outros campos são um grande benefício.

 

Os dispositivos de controle da frequência tais como ressonadores e filtros são os componentes-chave que determinam o desempenho do equipamento de comunicação. A cerâmica piezoelétrica tem vantagens óbvias a este respeito. Não tem a boa estabilidade da frequência, a elevada precisão, a escala de frequência aplicável larga, o tamanho pequeno, a nenhuma absorção da umidade, e a longa vida. Especialmente no equipamento de comunicação do multi-canal, pode melhorar o desempenho antiparasitário, que faz o equipamento eletromagnético precedente incapaz de olhar para trás e enfrentado com o problema da opressão. Destino alternativo.

Tempo do bar : 2022-09-29 14:30:09 >> lista da notícia
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