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壓電材料測試儀分析壓電材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

更新時間:2017-08-28  |  點擊率:1514
   壓電材料測試儀分析壓電材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
  當你在點燃煤氣灶或熱水器時,就有一種壓電陶瓷已悄悄地為你服務(wù)了一次。生產(chǎn)廠家在這類壓電點火裝置內(nèi),藏著一塊壓電陶瓷,當用戶按下點火裝置的彈簧時,傳動裝置就把壓力施加在壓電陶瓷上,使它產(chǎn)生很高的電壓,進而將電能引向燃氣的出口放電,于是,燃氣就被電火花點燃了。壓電陶瓷的這種功能就叫做壓電效應(yīng)。
  壓電材料可以因機械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機械變形,這種固有的機-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能,在未來的飛行器設(shè)計中占有重要的地位。
  什么是壓電材料?
  壓電材料(piezoelectric material),受到壓力作用時會在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料。利用壓電材料的特性可實現(xiàn)機械振動(聲波)和交流電的互相轉(zhuǎn)換。因而壓電材料廣泛用于傳感器元件中,例如地震傳感器,力、速度和加速度的測量元件以及電聲傳感器等。
  壓電材料種類
  1壓電單晶
  石英(SiO2,J·居里和P·居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的),性穩(wěn)定,但價格高,一般僅用于標準儀器或要求較高的傳感器中;
  優(yōu)點:Q值較大,有良好的溫度特性。
  缺點:制程困難,價格貴。
  2壓電陶瓷材料
  PZT、BaTiO3、PTiO3、鉍層狀陶瓷等。
  優(yōu)點:抗酸堿,機電耦合系數(shù)高,易制程任意形狀,價格便宜。
  缺點:溫度系數(shù)大,需高壓極化處理(kV/mm)。
  3壓電聚合物
  聚二氟乙烯(PVF2)是目前發(fā)現(xiàn)的壓電效應(yīng)較強的聚合物薄膜,當在膜厚方向加直流高壓電場極化后,就可以成為具有壓電性能的高分子薄膜。這種薄膜有可撓性,并容易制成大面積壓電元件。這種元件耐沖擊、不易破碎、穩(wěn)定性好、頻帶寬。為提高其壓電性能還可以摻入壓電陶瓷粉末,制成混合復(fù)合材料(PVF2—PZT)。
  優(yōu)點:低聲學(xué)阻抗特性,柔軟可做極薄的組件。
  缺點:壓電參數(shù)小,需*的極化電場(MV/mm)。
  4壓電復(fù)合材料
  壓電陶瓷與聚合物的復(fù)合,同時兼具陶瓷的高壓電性能,又有聚合物的韌性,一些指標特別優(yōu)異。0-3型、1-3型、3-3型。