Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2019-09-12 Происхождение:Работает
1. Введение
Умные материалы включают чувствительные материалы и приводные материалы. Воспринимательные материалы - это класс материалов, которые имеют чувствительную функцию для внешнего или внутреннего напряжения, деформации, тепла, света, электричества, магнетизма, лучистой энергии и химических величин. Они могут быть использованы для изготовления различных датчиков; Материалы, которые реагируют на условия окружающей среды или внутренние изменения и выполняют действия, которые можно использовать для создания различных приводных устройств. Умное устройство представляет собой пьезопривод с чувствительным приводом, изготовленным из интеллектуальных материалов. Интеллектуальная структура состоит из материалов и устройств. Он интегрирует зондирование, обработку сигналов, управление и вождение в систему материалов или структурную систему. Он может почувствовать среду или внутренние параметры, информацию о процессе, выпускать команды, выполнять и полные действия. Для достижения самодиагностики, самовосстановления и адаптивных функций. Применение интеллектуальных материальных систем и структур очень обширно, не только в оружии защиты, таких как самолеты, военные корабли и т. Д., Но также в стратегически важных областях национальной экономики, особенно в высокотехнологичных областях. Основными материалами, в настоящее время заполняющими интеллектуальные материалы и структуры, являются материалы для памяти в форме, пьезоэлектрические материалы (включая пьезоэлектрическую керамику, пьезоэлектрические полимеры), электрострикционные материалы, оптические волокна и электрические варианты, магнитоологические варианты и тому подобное. Использование этих интеллектуальных материалов в сочетании с умной и сложной композитной конструкцией и изготовлением, что приводит к системе материальной системы и структуры, которые управляются, ощущаются и контролируются.
Пьезоэлектрические материалы являются основным классом материалов в интеллектуальных материалах и структурах. Диэлектрический кристаллПьезоэлектрическая керамика преобразовательс пьезоэлектрическим эффектом будет поляризован и образует поверхностный заряд под действием механического напряжения. Если такой диэлектрический кристалл помещается в электрическое поле, действие электрического поля приведет к относительному смещению положительных и отрицательных зарядных центров внутри диэлектрика, вызванного деформацией. Анкет Поскольку пьезоэлектрический материал имеет приведенные выше характеристики, однородность чувствительного пьезоэлемента и элемента действия может быть достигнута. Пьезоэлектрические материалы могут широко использоваться в интеллектуальных материалах и структурах, особенно для повреждения материала самодиагностика, самоадаптации, снижения вибрации и контроля шума. Типы пьезоэлектрических материалов, разработанных, включая монокристаллические, поликристаллические, микрокристаллические стекло, органические полимеры и композитные материалы. С 1980-х годов, с окончанием кульминации пьезоэлектрических керамических материалов от развития бинарных систем до тройных и многокомпонентных систем, исследование пьезоэлектрических материалов было медленным. Благодаря быстрому развитию науки и техники разработка и разведка по требованию применения дали новый импульс исследованиям пьезоэлектрических материалов. Вместе с непрерывными усилиями научных и технологических работников в области базовых исследований и улучшения производственных процессов, новый тип давления оказался в последнее десятилетие. Непрерывное появление электрических материалов сделало исследование пьезоэлектрических материалов.
2 Обзор пьезоэлектрических материалов
вПьезоэлектрическая керамика кристаллАсимметрия расположения положительных и отрицательных ионов и некоренность центра центра тяжести положительных и отрицательных зарядов блока образует электрический дипольный момент. Эти электрические дипольные моменты выровнены в определенном направлении, чтобы стать доменной структурой, а домены неупорядочены на кристалле. Эффекты поляризации отменяют друг друга, поляризация в материале равна нулю, а направление поляризации домена, поляризованное электрическим полем постоянного тока, имеет тенденцию быть в одном направлении. Когда внешняя сила действует на пьезоэлектрический материал, чтобы вызвать деформацию, материал положительно и отрицательно связан. Шаг заряда становится меньше, а интенсивность поляризации также становится меньше. Бесплатный заряд, первоначально адсорбированный на электроде, частично выделяется, и происходит явление разряда, которое называется положительным пьезоэлектрическим эффектом; Определенная интенсивность электрическое поле применяется к двум полюсам пьезоэлектрического материала, а на чипе положительное, а расстояние между отрицательным зарядом становится больше, интенсивность поляризации также становится больше, а некоторые свободные заряды адсорбируются на электродах, чтобы вызвать зарядку явление. Электрический заряд перемещается в цепи, чтобы вывести механическую энергию внешне, что вызывается при обратном пьезоэлектрическом эффекте.
2.3 Метод приготовления пьезоэлектрического материала
Для различных пьезоэлектрических материалов выбирается подходящий метод подготовки в соответствии с его применением, характеристиками. Метод подготовки делится на метод твердой фазы, метод жидкой фазы и метод газовой фазы в соответствии с фазой фазы, которая происходит во время подготовки.
2.3.1 Метод твердой фазы
Когда PZT Piezo готовится традиционным методом твердой фазы, температура спекания выше 1200 ° C приведет к улетучиванию PBO. Трудно контролировать стехиометрическое соотношение, которое затрудняет микроструктуру и электрические свойства материала. Он подходит для сырья, простых процессов и пьезоэлектрических материалов. Где требования к производительности не высоки.
2.3.2 Метод жидкой фазы
Приготовление пьезоэлектрических материалов с помощью метода жидкой фазы в настоящее время является наиболее часто используемым методом, включая метод кобре, метод гидротермального синтеза, метод Sol-Gel, метод гидролиза алкоксида и тому подобное. Метод совместного разрешения позволяет низкотемпературному спеканию для получения пьезоэлектрического материала, имеющего более высокую плотность, чем теоретическая плотность. Метод копретификации использовал метод обжарки, запрограммированный на 700 градусов, для приготовления порошка IO3 BAT с размером частиц 60 Н. Исследователи, в Соединенных Штатах использовали метод копретификации в сочетании с процессом сушки замораживания для синтеза нано-размера PZ T Touper при 800 градусах. Спекание дало материал с теоретической плотностью 98%. В исследовании n B2 O 5 и T A 2 O5 использовали в качестве реагентов -предшественников, а керамические порошки к керамическим пудам B -o3 готовили гидротермальным методом и термическим методом растворителя. Спеченная пьезоэлектрическая керамика была изучена. Коэффициент связи достигает 0,5, а пьезоэлектрический коэффициент D 33 составляет между 150 ~ 450p C / N. Однако гидротермальный метод требует более высокой температуры и давления, а инвестиции в оборудование велики, что ограничивает применение метода. Метод Sol-Gel является наиболее часто используемым методом в методе жидкой фазы. Высокопроизводительные пленки могут быть подготовлены Sol-Gel в сочетании с различными процессами литья и спекания.
2.3. 3 метод газовой фазы
Метод газовой фазы подходит для приготовления наномасштабных пьезоэлектрических пленок, в основном физического отложения паров и химического отложения паров. Среди них метод распыления является наиболее часто используемым методом. Нижний электрод P T / T I был нанесен на подложку Si 2 / S I методом расщепления цели, а пленка PZT с толщиной около 800 мм была подготовлена с помощью радиочастотного (РФ) распыления. Химическое осаждение из пара может точно контролировать химический состав продукта реакции, и его удобно, но трудно получить подходящий материал для исходного газа, который не подходит для недорогих, большого объема подготовки пленки, и практически используется меньше.
