Das piezoelektrische Phänomen und der piezoelektrische Effekt sind, dass dieelektronische Wandler Piezo -KeramikDie Säule übt einen Druck senkrecht zur Elektrodenoberfläche aus, der Verformung verursacht und auch eine Hochspannungsentladung erzeugt. Ein hörbares Wechselspannungssignal wird auf die piezoelektrische Summerelektrode angewendet, die eine Verformung erzeugt und auch einen hörbaren Klang erzeugt. Durch die Zusammenfassung dieser ähnlichen Phänomene kann das Konzept positiver und negativer piezoelektrischer Effekte erhalten werden, dh der Effekt der piezoelektrischen Keramik aufgrund der Verformung der Kraft wird als positiver piezoelektrischer Effekt bezeichnet. Die Wirkung der piezoelektrischen Keramik, die durch die Anwendung einer Spannung deformiert wird, wird als inverse piezoelektrische Effekt bezeichnet.
Die innere Struktur vonPZT -Keramikwandlerist das materielle Wissen, das uns sagt, dass die Eigenschaften eines Materials durch seine interne Struktur bestimmt werden. Um das piezoelektrische Prinzip der piezoelektrischen Keramik zu verstehen und die Ursachen piezoelektrischer Effekte zu verstehen, müssen wir zunächst die piezoelektrische Keramik kennen. Die Zellstruktur und die spontane Polarisation der piezoelektrischen Keramik haben die Zellstruktur, die am häufigsten verwendete Piezoelektrik-Keramik-Perovskit-Struktur (Catio3), wie PBTIO3, BATIO3, KXNA1-XNBO3, PB (ZRXTI1-X) O3 und SO. Die chemische Formel dieser Art von Material ist ABO3. In der Formel beträgt der Strompreis von A 1 oder 2 und der Strompreis von B 4 oder 5. seine Einheitszelle (Struktureinheit im Kristallgitter).
Bildung von piezoelektrischen Domänen der piezoelektrischen Keramik:
Eine Region, in der die spontane Polarisation in der piezoelektrischen Keramik gleichmäßig ist, wird als Domäne (oder ferroelektrische Domäne) bezeichnet. Das Folgende ist ein Beispiel, in dem eine Perovskitstruktur von einer kubischen Phase zu einer tetragonalen Phase geändert wird, um die Bildung von Domänen zu veranschaulichen.
1 C-Achse-Richtung bestimmt die spontane Polarisationsorientierung Wenn die innere Struktur des Getreides in derPiezoceramic Ceramic WandlerÄnderungen von einer kubischen Phase zu einer tetragonalen Phase können eine der Achsen zur C-Achse der tetragonalen Phase werden. Da die spontane Polarisation parallel zur C-Achse ist, können sich die spontanen Polarisationsorientierungen der jeweiligen Einheitszellen voneinander unterscheiden. Dies ist jedoch nicht der niedrigste Energiezustand.
2 Das Prinzip der minimalen Energie bestimmt die Domänenstruktur, um das Prinzip der minimalen Energie zu erreichen Das Existenzprinzip der Mindestenergie der Zelle erfordert die Übereinstimmung der spontanen Polarisationsorientierung inkonsistente Zellen.
3.Phasenstruktur bestimmt die Art der Domänenwand Darüber hinaus seit derPizoelektrische KeramikzelleTetragonal ist, die Ausrichtung der spontanen Polarisation kann nur parallel zu einer der drei Kristallachsen der ursprünglichen Reaktionskubikphase sein, sodass die spontane Polarisationsrichtung in den benachbarten zwei Domänen nur 90 ° oder 180 ° betragen kann. Die Grenzflächen der entsprechenden Domänen werden als 90 ° -Domänenwände bzw. 180 ° -Domänenwände bezeichnet.
Die Bewegung der Domäne unter der Wirkung eines externen elektrischen Feldes. Wenn ein ausreichend hohes DC-elektrisches Feld auf einen Multi-Domänen-Kristall angewendet wird, wird die Domäne der spontanen Polarisationsrichtung und die Richtung des elektrischen Feldes weiter zunehmen und umgekehrt. Der gesamte Kristall ändert sich von Multi-Domäne zu Einzeldomäne, und die Richtung der spontanen Polarisation stimmt mit der Richtung des elektrischen Feldes überein. Der Polarisationsprozess vonPiezo Keramik Bimorphist ein ausreichend hohes DC -elektrisches Feld zu den Elektroden der Keramikplatten hinzuzufügen, um die Domänen dazu zu zwingen, sich zu drehen, selbst wenn ihre spontane Polarisation ausgerichtet ist. PS ist die spontane Polarisation, PR ist die Restpolarisation und EC ist die Zwangsfeldstärke. Im piezoelektrischen Keramikpolarisationsprozess wird im Allgemeinen eine EC mit einer elektrischen Feldstärke von 2-3 Mal ausgewählt. Ein weiteres Verständnis des piezoelektrischen Effekts ist, dass die Restpolarisation in einer polarisierten piezoelektrischen Keramik immer in Form eines elektrischen Dipolmoments ausgedrückt wird Ein weiteres Ende, um die Wirkung der Restpolarisation auf die Außenwelt unter der Wirkung der gebundenen Ladung entgegenzuwirken, wird eine freie Ladung von außen auf der Keramikelektrodenoberfläche adsorbiert.
Die Bewegung der Domäne unter der Wirkung eines externen elektrischen Feldes. Wenn ein ausreichend hohes DC-elektrisches Feld auf einen Multi-Domänen-Kristall angewendet wird, wird die Domäne der spontanen Polarisationsrichtung und die Richtung des elektrischen Feldes weiter zunehmen und umgekehrt. Der gesamte Kristall ändert sich von Multi-Domäne zu Einzeldomäne und der Richtung der spontanen Polarisation. Dies steht im Einklang mit der Richtung des elektrischen Feldes. Der Polarisationsprozess der piezoelektrischen Keramik besteht darin, den Elektroden der Elektroden ein ausreichend hohes DC -Elektrofeld hinzuzufügenPiezo -Scheibe Piezoceramic -WandlerDie Domänen zu zwingen, sich zu drehen, auch wenn ihre spontane Polarisation ausgerichtet ist. PS ist die spontane Polarisation, PR ist die Restpolarisation, und EC ist die Zwangsfeldstärke im piezoelektrischen Keramikpolarisationsprozess. Ein EC hat im Allgemeinen eine elektrische Feldstärke von 2-3 Mal. Ein weiteres Verständnis des piezoelektrischen Effekts besteht Ein weiteres Ende, um die Wirkung der Restpolarisation auf die Außenwelt unter der Wirkung der gebundenen Ladung entgegenzuwirken, wird eine freie Ladung von außen auf der Keramikelektrodenoberfläche adsorbiert.
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