压电陶瓷

根据换能器的功能,大体上按照发射型,接收型,收发型来选用陶瓷,分别对应pzt8,pzt5,pzt4，参数主要包括：d33,Fr,Fp,D,Cp0。陶瓷片的用量根据功率极限来算，一般为0.3W/kHz/cm^3，厚度要根据响应或者灵明度来选取，计算起来就比较麻烦了，这里也说不清楚，要看看书了。有了体积和厚度，片数也就差不多知道了。

我们学校研究的锆钛酸铅压电陶瓷通常是指PZT4压电陶瓷。它是目前压电器材和军事最常用的材料。我们学校购买的陶瓷大部分从北京东方鑫荣有限公司购买的。有极化（改性）和非极化的两种。我是中山大学02级应用物理专业的。我有个功能材料方面的研究生同学，他还有许多研究曲线，但是我没法贴图给你。

GH4093(GH93) 沉淀硬化镍基合金

一、GH93概述

GH93是含有较高的钴和铬的沉淀硬化镍基合金，具有较高的强度和较好的组织稳定性，在815℃以下使用，综合性能良好。用于航空发动机的涡轮叶片，小型发动机涡轮盘和紧固件。该合金热加工塑性良好，可以供应板材、棒材和锻件。

1.1 GH93材料牌号 GH93。

1.2 GH93相近牌号 Nimonic93(英国),NCK2OTA(法国）。

1.3 GH93材料的技术标准

C3S 163-1985《GH93合金热轧和锻制棒材》

C3S 164-1985《GH93合金冷轧薄板》

1.4 GH93化学成分 见表1-1。

注：B按计算量加入，允许加入微量的Ce、Zr、Mg元素。

1.5 GH93热处理制度 1050～1080℃，8h，空冷＋710℃±10℃，16h，空冷。

1.6 GH93品种规格与供应状态 可以供应d20～22mm热轧棒材，δ0.4～4mm板材，d120mm以下锻材和锻件，板材为固溶状态交货，其它品种均为锻态和轧制状态交货。

1.7 GH93熔炼与铸造工艺 真空感应熔炼＋真空电弧或电渣重熔工艺。

1.8 GH93应用概况与特殊要求 该合金制造的航空发动机零部件，在英国及法国有所采用，国内用其制造自由涡轮、垫片、垫圈、锁片等。

二、GH93物理及化学性能

2.1 GH93热性能

2.1.1 GH93熔化温度范围 1360～1390℃。

2.1.2 GH93热导率 见表2-1。

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。 晶振全称为晶体振荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。但是娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。 晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给它通电，它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。

声 控 音 乐 门 铃

（一）电路特点

图1是声控音乐门铃电路图。它不用继电器控制开关，而用三极管来控制触发端1和2。

图1 声控音乐门铃电路图

该电路由传感器、放大器和音乐门铃三部分电路组成。传感器B1采用压电陶瓷片，它能将接受到的声波信号转变成电信号。电信号经过V1和V2二级放大后，V2的导通电流相当大，使触发端2接受到信号电流（相归于揿下按钮开关），音乐门铃由此工作。调节R1、R2能提高声控灵敏度。

（二）元器件的选择

声控音乐门铃部分无器件的选择

序号

名称

规格

序号

名称

规格

1

压电陶瓷片B1

YF-27

5

三极管V1

CS9013

2

电容器C1、C2

电解型1μF/6.3 V

6

三极管V2

CS9015

3

电阻器R1

560kΩ-1MΩ 1/8W

7

开关S

小型拨动开关

4

电阻器R2

5.6kΩ 1/8W

8

助音腔

自制

压电陶瓷片具有压电功能。它受到机械压力而变形时，其两面会产生电压作为传感器，其最主要优点是结构简单，其外形如图2所示可用多芯纱包线或其他软线作引出线。

图 2

为了提高它的灵敏度，可将它装在助音腔上。助音腔可采用塑料瓶盖自制，图3图示了制作方法压电陶瓷片和瓶盖的粘合，可用聚苯乙烯溶液作粘接剂（将聚苯乙烯塑料密封浸泡在苯溶液中即可）。涂完胶，稍等片刻再粘合。绝缘板和塑料瓶盖的合拢，可用螺丝钉固定。

压电陶瓷片两根引出线之间不导通，不能用多用电表的电阻挡来检测其质量。可将多用电表拨至DC·5V挡，两表棒分别接触陶瓷片和钢片，用手指轻压陶瓷片时，指针会轻微摆动。

（三）声控音乐门铃的制作

声控音乐门铃，可以在音乐门铃制作的基础上，加接传感器和音频放大器。

图3 助音腔的制作

加接部分的电路图见图4（a）它共有19个焊点，分布在 7个“小岛”上根据“小岛”的大致位置，把一块边长30 mm的正方形铜箔板，划分为7个部分。用刀刻法制作线路板（b图）。

图4 线路板的设计

把有关元器件焊接在线路板上，用导线使两块线路板连接起来。

装上电池，调节 R*阻值，使三极管 V1的集电极电压约为2 5 V左右（可先串接一只电位器调试）用手击掌，音乐门针立即奏曲。

将线路板、电池架、扬声器安装在机壳内，把压电陶瓷片放置在机壳外。

三极管可以用价廉物美的9014和9015，除VT2用9015外，其他的全部用9014，两只二极管用4148即可，继电器根据你负载的功率和电路供电电压来选择，比如1000W以内的负载选择耐流10A的即可，B是压电陶瓷片，一般直径1.5厘米或者以上的就行了！直径小了的灵敏度不够。

不要直接用单片机驱动压电陶瓷片，加非门缓冲，电路配置成双极型交流驱动，不要用单极型的直流驱动；

不要用IO口加中断的方式产生方波，这样频率不会很高，而且很占CPU资源，STC89C52有T2定时器，用这个定时器，有高速波形输出功能，不需要CPU干预，很省资源；