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3、壓電陶瓷-高聚物復(fù)合材料
無機壓電陶瓷和有機高分子樹脂構(gòu)成的壓電復(fù)合材料,兼?zhèn)錈o機和有機壓電材料的性能,并能產(chǎn)生兩相都沒有的特性。電聲設(shè)備要求機械阻抗低,能與音源或振動源相正配,雙膜片型壓電振子能符合這些要求。因此,可以根據(jù)需要,綜合二相材料的優(yōu)點,制作良好性能的換能器和傳感器。它的接收靈敏度很高,比普通壓電陶瓷更適合于水聲換能器。在其它超聲波換能器和傳感器方面,壓電復(fù)合材料也有較大優(yōu)勢。國內(nèi)學(xué)者對這個領(lǐng)域也頗感興趣,做了大量的工藝研究,并在復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能方面做了一些有益的基礎(chǔ)研究工作,目前正致力于壓電復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)。
壓電性特異的多元單晶壓電體
傳統(tǒng)的壓電陶瓷較其它類型的壓電材料壓電效應(yīng)要強,從而得到了廣泛應(yīng)用。但作為大應(yīng)邊,高能換能材料,傳統(tǒng)壓電陶瓷的壓電效應(yīng)仍不能滿足要求。也可應(yīng)用于超聲波清洗焊接、探傷、超聲診斷、水聲發(fā)射、引燃、引爆等作高壓強功率時將電能轉(zhuǎn)換成機械能的換能組成元件。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 )。這類單晶的d33可達2600pc/N(壓電陶瓷d33為850pc/N),k33可高達0.95(壓電陶瓷K33高達0.8),其應(yīng)變>1.7%,幾乎比壓電陶瓷應(yīng)變高一個數(shù)量級。儲能密度高達130J/kg,而壓電陶瓷儲能密度在10J/kg以內(nèi)。鐵電壓電學(xué)者們稱這類材料的出現(xiàn)是壓電材料發(fā)展的又一次飛躍?,F(xiàn)在美國、日本、俄羅斯和中國已開始進行這類材料的生產(chǎn)工藝研究,它的批量生產(chǎn)的成功必將帶來壓電材料應(yīng)用的飛速發(fā)展。
壓電陶瓷點火器
這是一種將機械力轉(zhuǎn)換為電火花而點燃燃燒物的裝置,是機電換能器。
1958
年開創(chuàng)利
用鈦酸鋇
(BaTiO
)
陶瓷的壓電效應(yīng)進行點火,
但這種材料著火率不高,
噪音大,
1962
年開始試用鋯鈦酸鉛(
PZT
)壓電陶瓷制作點火器,這種點火器廣泛應(yīng)用日常生活、工
業(yè)生產(chǎn)以及軍事方面,用以點燃氣體和各類扎藥和火箭的引燃引爆
壓電變壓器
從五十年代就開始研制壓電變壓器。當時以鈦酸鋇為主要材料。升壓比較低(只有50—60倍)。輸出電壓3000伏左右。電子陶瓷按功能和用途可以分為五類:絕緣裝置瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷和離子陶瓷。隨著鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的出現(xiàn),升壓比提高到300——500倍,逐步推廣應(yīng)用于電視機、靜電復(fù)印機、負離子發(fā)生器中做為高壓電源。
從五十年代就開始研制壓電變壓器。當時以鈦酸鋇為主要材料。升壓比較低(只有50—60倍)。輸出電壓3000伏左右。1/(歐·厘米),可用來制作較經(jīng)濟的高比率能量的固體電池,還可制作緩慢放電的高儲能密度的電容器。隨著鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的出現(xiàn),升壓比提高到300——500倍,逐步推廣應(yīng)用于電視機、靜電復(fù)印機、負離子發(fā)生器中做為高壓電源。