Das Grundprinzip des piezoelektrischen Keramikmaterials

1.Domain:

Im Allgemeinen sind die Richtungen der spontanen Polarisation von Ferroelektrika unterschiedlich, aber in einem kleinen Bereich sind die spontanen Polarisationsrichtungen der jeweiligen Einheitszellen gleich, und dieser kleine Bereich wird als ferroelektrische Domäne bezeichnet. Die Grenzwand zwischen den beiden Domänen wird als Domänenwand bezeichnet und kann in eine 90 ° -Domänenwand, eine 180 ° -Domänenwand und dergleichen gemäß den spontanen Polarisationsrichtungen der beiden Domänen unterteilt werden. Die Domain -Wand befindet sich normalerweise in der Nähe derpiezoelektrische KeramikKristallfehler und die Domänenwand ist aufgrund der inneren Spannung im Defektbereich nicht leicht zu bewegt. Die Ausrichtung benachbarter Domänen ist im Allgemeinen \"End-to-t-schwanz\", und eine spezielle Form von \"Kopf-an-Kopf-Schwanz-Schwanz\" wird unter der Wirkung des Spannungsfeldes erscheinen, um die Reduzierung zu erleichtern von Energie. Die Beobachtungsdomäne kann eine chemische Ätzmethode, eine polarisierende Mikroskopmethode oder eine Röntgen-Topographie-Methode sein.

2. Konzept der Ferroelektrizität:

Einige Piezokristalle zeigen spontane Polarisationseigenschaften. In ferroelektrik gibt es ein inhärentes spontanes Polarisationsmoment; in ferroelektrischen Kristallen wird die Domänenstruktur normalerweise begleitet, und die spontanen Polarisationsmomente in derselben Domäne sind in derselben Richtung; Wenn der ultraschallpolarisierte Piezo -Wandlerkristall groß genug ist, können verschiedene Domänen von elektrischem Piezo jeden. Aufgrund unterschiedlicher Orientierungen aufsaugen, so dass die makroskopische Polarisation nicht aufgedeckt wird. Die spontane Polarisation des elektrischen Moments kann die Richtung unter der Wirkung des externen elektrischen Feldes ändern. Unter der Wirkung wechselender externer elektrisches Feld E erscheint die Beziehung zwischen der makroskopischen Polarisationsintensität p des ferroelektrischen Körpers und E auf der Rückkehrlinie. Diese Eigenschaften von Ferroelektrika sind dem Ferromagnetismus sehr ähnlich, daher werden sie auf Ferroelektrizität aufgerufen. Im ferroelektrischen Körper ist die makroskopische Polarisationsintensität p = 0 im Allgemeinen auf die Domänenstruktur zurückzuführen. Wenn das externe elektrische Feld E sehr klein ist, hat P eine lineare Beziehung zu E, wenn E groß genug ist, eine Kurve, in der P hinter e eine Hystereseschleife wird. Nach einer wiederholten alternierenden Polarisation eines starken alternierenden elektrischen Feldes einer festen Amplitude hat die Hystereseschleife eine wesentlich stabile Form.

PS ist die spontane Polarisation einer einzelnen Domäne ohne elektrisches Feld; PR ist die Restpolarisation; EC ist ein erzwungenes elektrisches Feld. Wenn das externe elektrische Feld auf die unpolarisierte Probe wirkt, wird die Restpolarisation PR auf der Probe erzeugt. Um die Restpolarisation auf Null zu reduzieren, muss die EC für Zwangs -EC in die entgegengesetzte Richtung angewendet werden. Das elektrische Feld in der entgegengesetzten Richtung erhöht die Polarisation in die entgegengesetzte Richtung und bildet so die gesamte Hystereseschleife. Es ändert sich jedes Mal entlang dieser Kurve, wenn es polarisiert wird. Anderspiezoelektrische Wandler -Piezoelektrik -Keramikhaben unterschiedliche Hystereseschleifen. Der Polarisationsprozess ist ein sehr komplizierter Prozess. Wenn es sich um Polarisation handelt, ist es nicht nur ein höheres elektrisches Feld erforderlich, sondern unterschiedliche Dicken erfordern unterschiedliche Zeiten, und der optimale Polarisationseffekt kann bei einer höheren Temperatur erreicht werden. Das polarisierte piezoelektrische Keramikmaterial verliert den Polarisationseffekt bei einer bestimmten hohen Temperatur, und verschiedene piezoelektrische Materialien haben unterschiedliche Ausfalltemperaturen. Dies sollte bei der Auswahl piezoelektrischer Keramikmaterialien beachtet werden. Die Polarisationseigenschaften der piezoelektrischen Keramik sind das Wissen, dass piezoelektrische Geophondesigner beherrschen müssen. Der Leistungsunterschied zwischen piezoelektrischer Präpolarisation und postpolarisation von piezoelektrischen Keramikmaterialien ist groß.

3. Piezoelektrischer Effekt: