压电陶瓷介绍
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料-压电效应,压电陶瓷除具有压电性外,还具有介电性、弹性等,已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。压电陶瓷利用其材料在机械应力作用下,引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化,导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷即压电效应而制作,具有敏感的特性,压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃和压电陀螺等,除了用于高科技领域,它更多的是在日常生活中为人们服务,为人们创造更美好的生活而努力。
PZT压电陶瓷的发展历程
1942年人们发现了BaTiO3的压电性,由于其介电常数较高,很快获得应用发展,至今仍用于制作声呐装置的振子和声学计测装置以及滤波器等,但因存在频率温度稳定性欠佳等问题。
1954年美国的研究人员发现锆钛酸铅(PZT)陶瓷具有良好的压电性能,其机电耦合系数近于BaTiO3的一倍。在之后的30年间,PZT以其强又稳定的压电性能成为应用广的压电材料,该种材料的出现使得压电器件从传统的换能器及滤波器扩展到引燃、电压变压器及压电发电装置等。如果把BaTiO3作为单元系压电陶瓷的代表,那么PZT可作为二元系压电陶瓷的代表。PZT压电陶瓷由于它的性能参数多样性、振动模式的研究与开发利用以及器件制作技术的进步等因素,促使它在近十年来发展甚为迅速,应用日趋广泛。
压电陶瓷压电材料的选择
压电换能器材料的主要性能参数有:(1) 压电应变常数表示当压电晶体受到外界的单位电压时,所产生的应变大小。(2) 压电电压常数表示当压电晶体上受到外界单位应力时,所产生的电压梯度大小。这两个参数是衡量压电晶体材料发射性能的重要参数,参数越大,发射性能越好,发射灵敏度越高。(3) 频率常数压电晶片的固有频率和其厚度乘积是一个常数,称为频率常数N,由此看出晶片厚度与谐振频率成反比,而超声波的频率主要取决于晶片的厚度和晶片中的声速。
以上信息由专业从事聚焦陶瓷片生产厂的东方金荣超声Siansonic于2024/6/28 11:51:35发布
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