压电陶瓷片的实际应用
压电陶瓷片,俗称蜂鸣片。
压电陶瓷片是一种电子发音元件,在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料,当在两片电极上面接通交流音频信号时,压电片会根据信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。压电陶瓷片由于结构简单造价低廉,被广泛的应用于电子电器方面如:玩具,发音电子表,电子仪器,电子钟表,定时器等方面。
超声波电机就是利用相关的性质制成的。
当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生一个电荷。利用这一原理,当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器,所谓叫双压电晶片元件,施加一个电信号时,就会因弯曲振动发射出超声波。相反,当向双压电晶片元件施加超声振动时,就会产生一个电信号。基于以上作用,便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。
压电陶瓷可以形变转化为电压变化,也可以相反,但是第一,转化并不是可供利用的电能,就像不能用静电去点亮灯泡;第二,压电陶瓷对点压急形变都是很敏感但竖直都很小。大致上形变-电流为μm-μA 的量级,不会有可以肉眼见到的变化。
一般压电陶瓷都是用来做nm量级的位置控制使用,或者曾用压电陶瓷作成喇叭。
导语:众所周知,压电陶瓷属于一种具备压电性、介电性、弹性等优良特性的电子陶瓷材料。压电陶瓷在机械效应下,会发生一些压电效应,这种反应十分具有灵敏性,充分利用之便可广泛应用于医学领域和声学领域。其实据小编了解,压电陶瓷除了作用于这些高科技领域之外,与我们日常生活也是密不可分的。那么,压电陶瓷的原理究竟是什么,让我们一起来看看吧。
压电性质的宏观解释
我们知道构成陶瓷分子的晶相是晶粒,这种晶粒是具有铁电性的,因为陶瓷内部的晶粒的取向具有随机性,所以内部的各个铁电性晶粒的自发极化矢量也是没有规律可循的,也就是呈混乱取向。因而为了使陶瓷表现出我们想要得到的压电特性,可以对其进行强直流电场下的极化处理。经过处理之后,混乱的取向自然而然会变成最优化的取向。在电场撤离之后,陶瓷不会完全恢复原状态,而是会剩余一部分极化强度,因此具备了压电性。
压电陶瓷的原理
正压电效应物理机制
上述的极化处理显然是使陶瓷具备压电性至关重要的一步,这一步的物理机制可以用电荷来解释。极化后的陶瓷片会有束缚电荷出现在两端,外界的自由电荷会被吸附到电极表面上,这是一个充电的过程。这时,当有外力压向陶瓷片时,两端就会向外界放电反之,当有外力反向作用时,两端将会进行充电。这个过程实现了机械效应向电效应的转换,因而该现象又叫做正压电效应。
逆压电效应物理机制
除上面提到的极化方法之外,压电陶瓷也具备了自发极化的功能。这种极化会在外电场下发生变化,进而使得压电陶瓷变形。与自发极化方向相同的外电场叫正向电场,它会增强压电陶瓷的极化强度,使片体沿着极化方向伸长,反之如果加上了反向电场,相对应极化强度会减弱陶瓷将会沿着极化方向进行缩短。这个过程刚刚好是上述过程的逆过程,它实现了电效应向机械效应的转换,故此现象是逆压电效应。
压电陶瓷的出现,使得一些传统材料望其项背,达不到其优秀的物理特性和广泛的应用前景。压电陶瓷虽是一种新型材料,却因其简单的原理使其合成方便,具有亲民性。相信未来的压电陶瓷能克服种种障碍,为人类的生活提供更好的服务。
2、作用:压电阀是利用功能陶瓷片在电压作用下产生弯曲变形原理制成的一种两位式控制阀。
3、控制压电阀动作只需提供足够的电压,电功耗几乎为零。
换能片上用的有超声波陶瓷片,所以其用途和雾化片有些相似。