简述压电陶瓷的结构及其特性是什么
一、压电陶瓷的结构
压电陶瓷是指把氧化物混合(氧化锆、氧化铅、氧化钛等)高温烧结、固相反应后而成的多晶体,并通过直流高压极化处理使其具有压电效应。压电陶瓷的结构是晶粒随机取向的多晶聚集体,每个晶相都是具有铁电性的晶粒,各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的。
二、压电陶瓷的特性
压电陶瓷具有较好的力学性能和稳定的压电性能,压电陶瓷作为一种重要的力、热、电、光敏感功能材料,已经在传感器、超声换能器、微位移器和其它电子元器件等方面得到了广泛的应用。
扩展资料
压电陶瓷的制造技术:
1、单层压电陶瓷的基本制造
单层压电陶瓷元件是只有一层压电陶瓷组成的产品,其中导电金属电极施加到两个相对侧。单层压电陶瓷元件是通过常规工艺将压电陶瓷粉末进行压制而成,如单轴压制、等静压和挤压。制造单层压电元件的基本技术是使用喷雾干燥的颗粒材料压制成型体。
2、多层压电陶瓷的基本制造
多层压电陶瓷由几层压电材料构成,并与内部电极层交替。内部电极依次定位为正极和负极。所有正极连接到压电陶瓷元件一侧的一个外部电极,所有负电极连接在元件的另一侧外部电极。与单层压电陶瓷促动器相比,多层压电陶瓷促动器具有的优点是位移大。
参考资料来源:百度百科-压电陶瓷
压电效应可应用在:家用电器中常用的压电器件、常用压电器件的检测。
石英晶体谐振器
在石英晶体上加一交变电压,就会产生机械变形振动,同时机械变形振动又会产生交变的电场,由于石英晶片具有固有的振动频率(称为石英晶体的谐振频率),因此,当外加交变电压的频率等于石英晶片的谐振频率时,这种振动就会突然增加,而在电路中反映出谐振特性,这种现象称为压电谐振效应。
陶瓷滤波器、陷波器
陶瓷滤波器、陷波器一般由一个或多个压电陶瓷振子为主而组成,而压电振子实际上就是一块夹在两个电极之间的压电晶片。陶瓷滤波器、陷波器是对频率非常敏感的电路元件。它们的特点是:体积小、成本低、无调整和可靠性高等。
蜂鸣片的检测
蜂鸣片是压电陶瓷片应用的一种器件。比较常见的是用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结制成的压电陶瓷片(PZT),由于人耳对3kHz的音频信号最为敏感,所以生产时通常将蜂鸣片的谐振频率设计在3kHz左右。为了改善低频响应,一般采用双膜片结构。
用银电极浆料,银电极浆料与压电陶瓷能形成良好耦合 , 接触电阻较小,在 800℃左右烧结30min(具体烧结参数要看银浆的要求)。
你要找找银电极浆料、印刷模板(比如丝网)和炉子做这件事,要不就要请人帮你做了。
压电陶瓷可永久使用吗
不可以。它是将机械能跟电能进行了一个互相转换的,而且又接近了普通陶瓷的生产工艺,在高温下烧结而成。在制成且,需要直流高压电厂进行处理。经过处理后,它的各项物理性能都没有永久性的。
压电陶瓷使用时要注意什么
1、对于压电陶瓷片,需要考虑在压电陶瓷蜂鸣片上,因为,用于蜂鸣器,它的谐振频率有比较大的关系,而且对于它的磁通率,还有就是工作频率这两,也是要考虑到这一点,而且它的频率越高,电感变比就会越高了,所以说,都要对这个进行一个综合考虑。
2、其在连接时,它的共振频率,跟陶瓷片的尺寸有关系,比如说它的厚度,还有就是直径,如果是直径为10到25毫米的,它的共振频率大概是在15到85KHz。在连接时,还会出现一个正负极要求,如果不不小心的话,就有可能会让它不能正常使用。
3、在电极上,如果想要实现一个叠加成多层的压电陶瓷,它的具体操作是为使用导电胶水,让这些叠层粘接起来,再它的外层上加载。至于,它的所使用的电极,通常来说也是为银电极,而且也是比较容易进行焊接的。
总结:关于压电陶瓷可永久使用吗相关内容就介绍到这,不可以。它是将机械能跟电能进行了一个互相转换的,而且又接近了普通陶瓷的生产工艺,在高温下烧结而成。在使用过程中,细节方面也是要特别注意的,希望以上介绍对大家能够带来一些帮助。
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的资讯功能陶瓷材料-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、声感测器、声换能器、超声马达等。
压电陶瓷原理
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。
压电陶瓷材料
无机压电材料:分为压电晶体和压电陶瓷,压电晶体一般是指压电单晶体压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结,由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。
具有压电性的陶瓷称压电陶瓷,实际上也是铁电陶瓷。
压电陶瓷的参数
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的资讯功能陶瓷材料-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、声感测器、声换能器、超声马达等。
压电陶瓷的极化
压电陶瓷的极化机理取决于其内部结构。压电陶瓷是由一颗颗小晶粒无规则地“镶嵌”而成,每个小晶粒可看为一个小单晶,其中原子(离子)都是有规则(周期性)的排列,形成晶格,晶格又由一个个重复单元—晶胞组成。晶粒与晶粒的晶格方向不一定相同,从整体看,仍是混乱、无规则的。为了使压电陶瓷处于能量(静电能与弹性能)最低状态,
晶粒中就会出现若干小区域,每个小区域内晶胞自发极化有相同的方向,但邻近区域之间的自发极化方向则不同。自发极化方向一致的区域称为电畴,整块陶瓷包括许多电畴。
其一电压;其二温度;
就温度而言主要受影响的是油极化方式,对于空气极化,温度都是控制在常温的;
现在就说,为何温度对油极化的作用:
前提,我们知道压电陶瓷是有居里温度的,达到居里温度会导致其压电特性消失,即所谓的退极化;而极化过程中,随着温度的升高,极化越容易完成(原理上是电畴容易转向);但是同样的,在脱离电压的情况下,温度越高,退极化也越容易发生;
所以,为了保证方便、有效,一般极化温度都在居里温度以下,一般PZT的温度控制在100
~
110之间。
压电陶瓷换能器的工作原理是一种人工焙烧制造的可应用于多领域的多晶材料。通过外加电场和外部施加压力的作用,使材料的外部弹性形变和内部电级化发生相互转换,称为电致伸缩效应。烧结而成的铁电体通过电场的极化处理,让杂乱的内部极化现象变得规律有序,产生压电特性。
扩展资料:
由于超声技术的非接触性等优点,尝试把压电陶瓷超声换能器应用在液体浓度检测系统当中。系统中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。压电陶瓷换能器在其中担当着发射信号和接收信号的重要功能。把换能器产生的一定频率和幅值的超声信号通过发射电路打入液体内部,经过液体对信号的衰减,从接收换能器端可以接收到带有液体浓度信息的信号。
再通过声衰减法的分析,有效得出液体的近似浓度。系统的软件设计包括主程序,超声测量程序,脉冲控制程序,脉冲收发程序,ADC采集控制程序以及时钟和报警程序。
摘:要 本文以传统的P-4材料为依托
进行实验,分析讨论了烧结温度对压。
电陶瓷的介电、压电性能的影响,并
研究了升温速度和保温时间对压电陶
瓷的介电、压电性能的影响。实验结
果表明,升温速度过快时材料致密性
下降,烧结温度1280℃下保温2h,
升温时间为10 h,可以得到一种综合性能优良的压电材料。
关键词 烧结工艺压电材料晶粒
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编
号1673-9671-(2011)122-0201-01
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