压电陶瓷的发展历史有哪些呢?
1880年,居里兄弟首先发现电气石的压电效应,从此开始了压电学的历史。
1881年,居里兄弟实验验证了逆压电效应,给出石英相同的正逆压电常数。
1894年,Voigt指出,仅无对称中心的二十种点群的晶体才有可能具有压电效应,石英是压电晶体的一种代表,它被取得应用。第一次世界大战,居里的继承人郎之万,最先利用石英的压电效应,制成了水下超声探测器,用于探测潜水艇,从而揭开了压电应用史篇章。
压电材料及其应用取得划时代的进展应归咎于第二次世界大战中发现了BaTiO3陶瓷,1947年,美国Roberts在BaTiO3陶瓷上,施加高压进行极化处理,获得了压电陶瓷的电压性,随后,日本积极开展利用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、高频换能器、压力传感器、滤波器、谐振器等各种压电器件的应用研究,这种研究一直进行到50年代中期。
1955年,美国B.Jaffe等人发现了比BaTiO3压电性更优越的PZT压电陶瓷,促使压电器件的应用研究又大大地向前推进了一大步。BaTiO3时代难于实用化的一些用途,特别是压电陶瓷滤波器和谐振器,随着PZT的问世,而迅速地实用化,应用声表面波(SAW)的滤波器、延迟线和振荡器等SAW器件,在七十年代后期也取得了实用化。
80年代后期至今,人们研制出驰豫铁电体陶瓷材料,在此基础上有成功研制出驰豫铁电体单晶材料,为三维超声波成像奠定了基础。目前,人们将纳米技术应用到压电材料的制作工艺上已取得新的突破。
目前,世界各国正在大力研制开发无铅压电陶瓷,以保护环境和追求健康。
压电陶瓷执行器应用范围广、机电耦合性好、频率响应快,逐渐在微位移和微振动领域替代传统的电机控制和液压控制,在振动隔振和精密定位系统中起到隔振或驱动单元作用。随着高精密定位技术的迅速发展,控制系统精度提出了更高的要求。然而,压电陶瓷材料具有迟滞非线性特征是影响执行器精度的主要因素。迟滞效应是制约压电陶瓷执行器精度提升的瓶颈问题。
为了克服这一缺陷,扩大压电陶瓷的应用范围,提高定位精度,国内外大量成果报道了压电陶瓷执行器建模问题。产生压电陶瓷迟滞现象的原因是输入与输出呈非线性关系,系统呈宽频谱特征,对不同频率信号有不同尺度响应,时延尺度也不一样。其表现出来就是压电陶瓷迟滞不可预测,宽频谱特征,这就给研究带来了巨大挑战,尽管进行了大量研究,迟滞效应都没有得到有效解决。
理论上,理想陶瓷压电执行器电压与位移呈线性关系。然而,陶瓷压电执行器往往不处于理想状态:压电陶瓷材料不可避免具有多种成分,各成分分布也不理想;由于工艺等因素,器件无论宏观还是微观不可避免具有各种缺陷;压电陶瓷器件在工作中不可避免有各种阻尼力;压电陶瓷处于复杂的电磁场环境中。考虑上述因素,压电陶瓷器件模型将异常复杂,甚至不可能建立复杂模型。在实际工作中,广大学者都试图建立如下模型
显然,(a)式中m很难甚至无法确定,未知参数cj自然难以辨识。m取值越大,模型越能够准确,但随着m的增加,参数辨识难度显著加大。工作中往往都是选取合适的阶数建模,必然会舍去部分高阶项。但是高阶项往往反映了系统部分频率特征,所建模型不可能有效解决系统迟滞现象,影响执行器性能,而维纳加工、精密定位等领域对系统性能却提出了更高要求,这就陷入了两难境地。
压电陶瓷点火器
压电点火器是一种利用压电效应为理论基础、以压电陶瓷为介质而生产的手动点火装置。通过两块压电陶瓷猛烈撞击(在按下按钮时)来产生瞬间的高压电流,多用于各种燃气具。
相对于脉冲点火,压电点火有放电时间短、手动操作、点火成功率低等缺点,正被脉冲点火器逐步淘汰。压电点火在相当长的一段时期内仍然是燃气具领域最主要的点火技术。
扩展资料:
压电陶瓷点火器的制作工艺
一、配料:进行料前处理,除杂去潮,然后按配方比例称量各种原材料,注意少量的添加剂要放在大料的中间。
二、混合磨细:目的是将各种原料混匀磨细,为预烧进行完全的固相反应准备条件.一般采取干磨或湿磨的方法。小批量可采取干磨,大批量可采取搅拌球磨或气流粉碎的方法,效率较高。
三、预 烧:目的是在高温下,各原料进行固相反应,合成压电陶瓷.此道工序很重要。会直接影响烧结条件及最终产品的性能。
四、二次细磨:目的是将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细,为成瓷均匀性能一致打好基础。
五、造粒:目的是使粉料形成高密度的流动性好的颗粒。方法可以手工进行但效率较低,高效的方法是采用喷雾造粒。此过程要加入粘合剂。
六、成型:目的是将制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯。
七、排塑:目的是将制粒时加入的粘合剂从毛坯中除掉。
八、烧结成瓷:将毛坯在高温下密封烧结成瓷。此环节相当重要。
九、外形加工:将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸。
十、被电极:在要求的陶瓷表面设置上导电电极。一般方法有银层烧渗、化学沉积和真空镀膜。
十一、高压极化:使陶瓷内部电畴定向排列,从而使陶瓷具有压电性能。
十二、老化测试:陶瓷性能稳定后检测各项指标,看是否达到了预期的性能要求。
参考资料来源:百度百科-压电点火器
的粒子是单晶的,就叫“晶粒”(grain),一般SEM中看到的粒子叫“颗粒"(particle),因为SEM是看不到晶格结构的。不知对你有否帮助?