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壓電陶瓷主要有三大類:
鈦酸鋇類(BaTiO3),原材料有二氧化鈦、碳酸鋇、碳酸鍶等;
鋯鈦酸鉛類(PbZrTiO3),原材料有二氧化鈦、氧化鋯、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鈮、氧化鑭等;
鈮鎂酸鉛類(PbNbMgO3),原材料有氧化鈮、氧化鎂、氧化鉛、、碳酸鍶、氧化鑭等。
壓電陶瓷材料的基本原理 壓電效應的原理是,如果對壓電材料施加壓力,它便會產生電位差(稱之為正壓電效應),反之施加電壓,則產生機械應力(稱為逆壓電效應)。如果壓力是一種高頻震動,則產生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產生高頻聲信號(機械震動),這就是我們平常所說的超聲波信號。于是近幾年來,人們?yōu)榱搜芯砍鼍哂懈鼉?yōu)異壓電性的新壓電材料,做了大量工作,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶(A=Zn2 ,Mg2 )。也就是說,壓電陶瓷具有機械能與電能之間的轉換和逆轉換的功能,這種相互對應的關系確實非常有意思。
壓電材料可以因機械變形產生電場,也可以因電場作用產生機械變形,這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。例如,壓電材料已被用來制作智能結構,此類結構除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應性和自修復性等功能,在未來的飛行器設計中占有重要的地位。國內學者對這個領域也頗感興趣,做了大量的工藝研究,并在復合材料的結構和性能方面做了一些有益的基礎研究工作,目前正致力于壓電復合材料產品的開發(fā)。
2、PbTiO3系壓電材料
PbTiO3系壓電陶瓷具適合制作高頻高溫壓電陶瓷元件。雖然存在PbTiO3陶瓷燒成難、極化難、制作大尺寸產品難的問題,人們還是在改性方面作了大量工作,改善其燒結性。抑制晶粒長大,從而得到各個晶粒細小、各向異性的改性PbTiO3材料。近幾年,改良PbTiO3材料報道較多,在金屬探傷、高頻器件方面得到了廣泛應用。本公司堅持以人為本的治廠方針,以建立現(xiàn)代化的企業(yè)管理制度為目標,以加快科技和科技成果轉化為前提,與數(shù)家大專院校、科研單位建立了合作關系。目前該材料的發(fā)展和應用開發(fā)仍是許多壓電陶瓷工作者關心的課題。
壓電陶瓷風扇和繼電器
利用壓電陶瓷的逆壓電效應可制成小型的壓電陶瓷風扇,具有體積小,不會發(fā)熱,無
嘈聲、低功耗、壽命長等優(yōu)點。下方左圖是一個壓電陶瓷彎曲變形器,它由兩片壓電陶
瓷片夾一金屬薄片構成,陶瓷片在外電場作用下產生伸縮運動。若兩片陶瓷片加反向電
壓,則一邊收縮另一邊伸長,使金屬片彎曲變形,若外加交變電壓,金屬片將作周期性
振動
。
壓電陶瓷風扇是由兩個彎曲變形器組成,如右圖,接通交流電源后,兩葉片就按箭頭
方向做往復振動、產生的風量可達
0.42
立方米
/
分鐘。利用彎曲器還可制成繼電器。