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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(yīng)的原理是,如果對壓電材料施加壓力,它便會產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。如果壓力是一種高頻震動,則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號加在壓電陶瓷上時,則產(chǎn)生高頻聲信號(機(jī)械震動),這就是我們平常所說的超聲波信號。也就是說,壓電陶瓷具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對應(yīng)的關(guān)系確實(shí)非常有意思。這就要求科技人員對壓電陶瓷有更深入的了解,掌握系統(tǒng)的專業(yè)知識,并用來指導(dǎo)生產(chǎn)與應(yīng)用,以促進(jìn)電子工業(yè)的發(fā)展,為我國建設(shè)作出新的貢獻(xiàn)。
壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場,也可以因電場作用產(chǎn)生機(jī)械變形,這種固有的機(jī)-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(jì)中占有重要的地位。當(dāng)外力去掉后,它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。
壓電變壓器
從五十年代就開始研制壓電變壓器。當(dāng)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。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(jī)、靜電復(fù)印機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器中做為高壓電源。壓電陶瓷風(fēng)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(fù)振動、產(chǎn)生的風(fēng)量可達(dá)0。
從五十年代就開始研制壓電變壓器。當(dāng)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。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(jī)、靜電復(fù)印機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器中做為高壓電源。相反,如果在陶瓷片的電極上加一個電壓,陶瓷片就會產(chǎn)生形變效應(yīng),由于加電壓而產(chǎn)生形變效應(yīng),稱之為逆壓電效應(yīng)。