Anwendung der piezoelektrischen Keramik in den neuen Feldern (1)

Da die Curie -Brüder 1880 den piezoelektrischen Effekt von Turmalin entdeckten, begann die Geschichte der Piezoelektrik -Keramik aus Quarz und Batio3, die Keramik haben eine wichtige Rolle in der Geschichte der Piezoelektrika gespielt. Nach der Entdeckung der piezoelektrischen PZT -Keramik wurde jedoch die Geschwindigkeit der piezoelektrischen Keramik stark beschleunigt, und die Anwendung von piezoelektrischen Keramik wurde eine neue Situation in Anspruch genommen.

Piezoelektrische Keramik sind funktionelle Keramikmaterialien, die mechanische Energie und elektrische Energie zueinander umwandeln und einen piezoelektrischen Effekt haben. Der sogenannte piezoelektrische Effekt bezieht sich auf das Phänomen, dass die Polarisation (oder das elektrische Feld) durch Spannung oder die Spannung (oder Dehnung) durch das elektrische Feld induziert wird. Ersteres ist ein positiver piezoelektrischer Effekt und letzteres ist ein negativer piezoelektrischer Effekt. Elektrische Wirkung. Bisher hat dieser piezoelektrische Effekt vonPiezoelektrikumsröhrlerwurde auf viele Bereiche angewendet, die eng mit dem Leben der Menschen verbunden sind, einschließlich Industrie, Militär, Medizin und Alltag. Es ist ersichtlich, dass die Forschung an piezoelektrischer Keramik von großer Bedeutung ist. Mit dem Aufkommen neuer Prozesse und neuer Materialien verändern sich die piezoelektrische Keramik mit jedem Tag. Dieses Papier beschreibt einige neue Anwendungen der piezoelektrischen Keramik. Eine breite Anwendung der piezoelektrischen Keramik wird weit verbreitet. Im Allgemeinen kann es in Frequenzkontrolle, Wandlererfassung und optoelektronische Geräte unterteilt werden. Zu den piezoelektrischen Keramikfrequenzsteuerungsgeräten gehören Filter, Resonatoren und Verzögerungsleitungen. Diese Geräte werden im Tracker-, Mikrocomputer- und Farb -TV -Verzögerungsschaltungen verwendet. Piezoelektrische Keramikblätter (piezoelektrische Vibratoren) erzeugen bei einer bestimmten Frequenz unter der Wirkung einer externen Wechselspannung mechanische Schwingung. Im Allgemeinen ist die Amplitude einer solchen Vibration gering, aber wenn die Frequenz der angelegten Spannung die gleiche mechanische Schwingungsfrequenz des piezoelektrischen Vibrators ist, wird Resonanz verursacht und die Amplitude erhöht sich stark. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt das alternierende elektrische Feld die Dehnung durch den inversen piezoelektrischen Effekt, und der Dehnungsstamm erzeugt einen Strom durch den positiven piezoelektrischen Effekt.

Piezoelektrische Geräte werden nicht nur in den industriellen und zivilen Produkten, sondern auch in militärischen Anwendungen weit verbreitet. Zum Beispiel,Piezo -Keramik -Wandlerwurden lange Zeit für die Zündung verwendet. 1969 verwendete China piezoelektrische Materialien für piezoelektrische Sicherungen, mit neuen 40 Raketen ausgestattet und begann mit der Massenproduktion. Die maximale jährliche Leistung überstieg 3 Millionen Stücke, und die kumulative Leistung in 103 Jahren betrug mehr als 20 Millionen Stücke. Es gibt fast 103 Sorten, die hauptsächlich in Rüstungsprojektilen verwendet werden. Andere wichtige Bereiche wie Radar-, Militärkommunikations- und Navigationsgeräte benötigen eine große Anzahl von Piezoceramic -Filtern und piezoelektrischen Sägenfiltern. Wie das US -amerikanische Technologie- und Marktbewertungsunternehmen kürzlich im Tamar -Bericht betonte, sind piezoelektrische Filter eine grundlegende Komponente, die Menschen wenig Aufmerksamkeit schenken, aber ohne sie wichtig sind. Moderne Kommunikations-, Navigations- und Verteidigungsgeräte werden nicht funktionieren. Diese wesentliche Rolle des piezoelektrischen Filters hat einen riesigen Markt gebildet, und seine Anwendung wächst weiter. Nehmen Sie meinen Fall als Beispiel. Piezoelektrische Sägenfilter, die viele Arten von piezoelektrischen Keramikfiltern entwickelten und produzierten, sahen viele Jahre lang Verzögerungslinien und Vibratoren. entwickelten und produzierte verschiedene Arten von piezoelektrischen Beschleunigungsmetern, piezoelektrischem Gyros und druckelektrischen Neigungen usw., die in militärischen und zivilen Anwendungen weit verbreitet sind.

2 neue Geräte und neue Anwendungen

Zu den typischen Verwendungen für diese neuen Keramikantriebe gehören lineare Aktuatoren, Hubkolben- und Hohlraumpumpen, Schalter, Lautsprecher, Druckmessgeräte, Vibratoren, Wasserjets und Empfänger, optische Ablenker, Relais, Geräuschreduktions- und Subtraktionsvibrationsgeräte und intelligente Systeme. Insbesondere Marmor- und Kuppel -Aktuatoren haben ein großes Potenzial in der Automobilindustrie. Sie können als Sensoren und Dämpferkomponenten verwendet werden, wobei Elemente von Ventilen wechseln. Der Marmorantrieb wird in den Anwendungen verwendet, in denen die Größe klein ist und die Reaktion schnell ist. Es wurde erfolgreich in den optischen Scannern eingesetzt. Speicher Laufwerk mit hoher Dichte. Eine weitere mögliche Verwendung eines Stellantriebs vom Typ Perlen, wie z. Die Marmor- und Dome -Aktuatoren können auch in Hydrophonen, Beschleunigungsmesser und aeroakustischen Wandlern verwendet werden. Merkmale für verschiedene Arten von Piezo -Keramik -Aktuatoren. Piezoelektrische und elektrostriktive keramische Aktuatoren können in strenge Verdrängungsgeräte und resonante Verschiebungsgeräte unterteilt werden. Die Resonanzverschiebungsvorrichtung ist eine abwechselnde Dehnung, die durch eine Elektrofeldanregung mit mechanischer Resonanzfrequenz erzeugt wird, wie z. B. einem piezoelektrischen Ultraschallmotor. Um den gewöhnlichen elektromagnetischen Motor zu ersetzen. Forscher haben viele Anstrengungen unternommen, um Hochleistungs -Ultraschallmotoren zu entwickeln. Ultraschallmotoren sind durch \"niedrige Geschwindigkeit und hohe Drehmoment\" gekennzeichnet, was in direktem Kontrast zu hoher Geschwindigkeit und geringem Drehmoment elektromagnetischer Motoren steht.

Der Ultraschallmotor, der derzeit unter der Entwicklung ist, verfügt über einen Stehwellentyp und einen Stehwellentyp für Getriebewellen, der auch als Vibrationskupplertyp bezeichnet wird. Das vibrierende Mitglied ist mit dem piezoelektrischen Aktuator gekoppelt, um vom Ende eine horizontale elliptische Bewegung zu erzeugen. Im Allgemeinen hat der Stehwellentyp eine hohe Effizienz, aber es gibt einen Mangel an positiven und negativen Probleme mit der Steuerung von Taktorten. Jetzt wurde ein linearer Ultraschallmotor entwickelt, der mehrere Schichten von piezoelektrischen Aktuatoren und Tuning-Gabel-förmigen Metallbeinen kombiniert. Da die mechanische Resonanzfrequenz zwischen den beiden Beinen geringfügig unterschiedlich ist, können die beiden Beine durch Ändern der Antriebsfrequenz gesteuert werden. Der Phasenunterschied zwischen den Biegevibrationen. Seine Gleitbewegung ähnelt der Verwendung von vorderen und hinteren Beinen durch das Pferd. Bei einer 6 -V -Spannung von 98 kHz hat der Testmotor mit einer Größe von 20 mm × 20 mm × 5 mm eine maximale Geschwindigkeit von 20 m/s, eine maximale Traktion von 2 n und einen maximalen Wirkungsgrad von 20% (betätigte Kraft von 0,7 W). Dieser Motor wurde auf Präzisions-X-Y-Plattformen verwendet.